企业级项目中分层的含义与依据及多态的优势

一、前言

由于项目经验较少，关于企业级项目中分层的含义与依据及多态的优势以上两点，自己不是很明白，特整理如下。

二、常见分层架构模式

2.1 三层架构 3-tier architecture

微软.net 体系推荐的分层结构，因此早期在ASP编码的系统中被广泛应用，同时也被其他语言广泛借鉴。

2.1.1 表现层, Presentation layer(PL)

主要负责数据的输入接口和输出。输入指在WEB、客户端或为外界提供的API的数据请求接口；输出则是Web界面、客户端输出、API的数据输出。页面模版、 对外API数据格式化、Request接受 、Output推送、 Commander操作都在这一层。

2.1.2 业务逻辑层, Bisiness Logic Layer(BLL)

主要负责从原始数据到结果数据的中间过程。系统中最关键、中重要的一层。也被称作领域层（Domain Layer），领域中所有对象的逻辑关系和功能实现算法都在这一层中。业务逻辑、服务等处于这一层。

2.1.3 数据访问层, Data Access Layer(DAL)

主要是对原始数据的操作层（CRUD操作），为业务逻辑层或表示层提供数据服务。数据源包括：数据库、文件、网络存储系统、其他系统开放的API、程序运行上下文环境等等。许多框架中的ORM 、 Active Record 、 Dao 类或库都处于这一层。

三、三层架构总结

三层架构能较好的满足大部分的业务场景，实现高内聚、低耦合。不同层次之间逻辑解耦或者隔离，变为弱依赖，每层的逻辑内聚。从层次角度看，使系统有了较好的可扩展性。

三层架构的不足主要体现为：

• 对于业务逻辑复杂度高的系统，业务逻辑层将变得庞大臃肿，为了解决这个问题，四层架构/多层架构被人提出。
• 不关注表现层的实现。

四、四层架构 4-tier architecture

四层架构和三层架构极为类似，分为表示层、服务层、业务逻辑层、数据访问层。除了服务层，其他三层和三层架构的三层几乎一致，而服务层，是对三层架构中业务逻辑层的再细分，以解决业务逻辑层经常出现的臃肿问题。

四层架构是Java EE（J2ee） 推荐的分层架构，尤其是Java spring+Struct+hibernate（SSH）组合的框架，将Dao层、 Service层做了明确定义和规范。由于SSH框架被广泛使用，其他框架，包括其他语言的框架（比如PHP）也都借鉴SSH，因此在这些框架里能看到Dao类、Service类的抽象定义。

4.1 服务层 Service Layer

在三层架构中，把业务逻辑层的上层逻辑分离出来，组成服务层。服务层往往是逻辑的表示层，即向上层（表示层）提供逻辑的外观。事务控制、安全检查、事务脚本等可以置入业务层（参考Martin fowler 的《企业应用的架构模式》）。

五、四层架构总结

四层架构是三层架构的发展或进化。服务层的出现让三层架构的业务逻辑层不再变得臃肿。

四层架构和三层架构都存在一个不足，就是不强调前端的实现。当面对需要个性化定制界面、复杂用户交互、页面之间有依赖关系时，需要更好的解决方案。

5.1 MVC 模式

MVC 模式最主要包括三部分，Model-View-Controller（模型-视图-控制器）。相比于三层架构或者四层架构，MVC最突出的优点是前端控制的灵活性。如果MVC的两部分，View和Controller剥离出来，实际上是一种叫前端控制器模式的设计模式。

MVC 的缺点很明显，将前端以外逻辑都放到Model里，随着业务增多，Model将越来越难以维护。

MVC并不适合称作一种分层架构，更适合称为一种复合的设计模式。有人还将MVC模式归类为前端架构。

为什么MVC模式被广泛的采用? 笔者是这样认为的：

• MVC模式最适合新闻门户网站、展示类网站，此类网站业务逻辑往往较为简单。
• MVC模式最适合产品初创时被使用，因为项目初期逻辑简单,使用MVC模式产品能快速成型，可以尽早投放市场进行试验（多数可能会被淘汰），这样就降低了试验成本。（如果产品有潜力，中后期随着业务增多和变得复杂，系统必然面临重构压力。）
• MVC模式最适合产品原型的实现（注重前端）。

六、其他分层架构

除了三/四层架构，MVC模式，还有很多架构模式，但这些多是与三/四层架构、MVC模式类似，或是在他们之上进行扩展和改造。比如 MVVM （Model-View-ViewModel）、MVP、DDD架构模式等。

6.1 关于分层的总结

• 分层的思想或目的；
• 高内聚；
• 低耦合；
• 增强系统的可扩展性；
• 增强系统的可维护性；

6.2 分层的优点

• 开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层；
• 可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现；
• 可以降低层与层之间的依赖；
• 有利于标准化；
• 利于各层逻辑的复用;
• 结构更加的明确;
• 在后期维护的时候，极大地降低了维护成本和维护时间。

6.3 分层的缺点

相比于分层的优点，分层的缺点显得微不足道。

• 使用分层虽然增多了代码量，但清晰的架构和代码复用却降低了开发成本、维护成本。
• 分层虽然在逻辑上增多了代码的调用、增多了逻辑分支，降低了性能，但是这部分降低的性能与系统中真正的性能瓶颈（存储IO、网络IO、高层次的语言）相比，显得实在渺小。
• 分层有时会导致级联的修改，但这种情况是可以通过面向接口的设计或者使用中介者模式、门面模式、适配器模式等设计模式解决。

七、如何设计分层架构

• 软件的发展都是遵循着从简单到复杂的过程，软件架构也是一个迭代的过程，是一个循序渐进，不断完善的过程。简而言之，不断地重构。
• 借鉴或者直接使用Java EE（j2me）的分层规范，并使用dao、service等类的命名。
• 层与层之间交互部分，要遵循面向接口设计的原则，不吝舍使用设计模式。
• 分层的选择要平衡成本和风险，使收益最大化。
• 业务逻辑不要局限于四层架构或三层架构，依据领域业务特点可更细地划分层次。

八、多态

多态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口，多种实现”，就是同一种事物表现出的多种形态。

编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程，多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。

对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。

多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定。再举个比较形象的例子：

比如有一个函数是叫某个人来吃饭，函数要求传递的参数是人的对象，可是来了一个美国人，你看到的可能是用刀和叉子在吃饭，而来了一个中国人你看到的可能是用筷子在吃饭，这就体现出了同样是一个方法，可以却产生了不同的形态，这就是多态！

8.1 多态的作用

• 继承。应用程序不必为每一个派生类编写功能调用，只需要对抽象基类进行处理即可。大大提高程序的可复用性。//继承
• 向后兼容。派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用，这叫向后兼容，可以提高可扩充性和可维护性。 //多态的真正作用；
• 可替换性。多态对已存在的代码具有可替换性。
• 可扩充性。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。
• 接口性。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。
• 灵活性。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。
• 简化性。多态简化了对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。值得注意的是，多态并不能够解决提高执行速度的问题，因为它基于动态装载和地址引用，或称动态绑定。

九、拓展阅读

• 《剑指Offer专栏》