应用程序框架实战七:分层架构的选择

　　建立应用程序框架，首先要考虑的问题是，你准备采用哪种分层架构，然后根据应用程序框架的逻辑层次来确定需要创建的VS解决方案和程序集。

　　如果项目很小，需求很简单，时间异常紧迫，且你手上没有任何积累，那么，单层架构将是首选，最简单的单层架构如下图所示（为了集中你的注意力，我把不相关的文件都删除了）。

 

　　单层架构的主要优势是代码火力集中，干活直截了当，不像多层架构那样拐弯抹角，每个操作都需要层层传递。对于上图的User.aspx，所有相关代码都直接写到aspx页面或后置代码中,包括界面上的控件操作，业务操作和数据库操作。

　　另外，单层架构比较符合初学者的习惯，初学者对编程语法和.Net 基本API尚且不熟，哪会过多考虑代码结构上的问题。

　　使用单层架构，主要依赖于.Net强大的控件体系，拖控件，配属性，写事件处理函数，是单层架构下编程的真实写照，这也是.Net程序员在外人眼里一直保持的印象。

　　对于主要包含CRUD操作的小项目，单层架构可以工作得很好，但如果项目有一些比较复杂的业务逻辑，比如订单流程 ，会发现代码很快会变成一团烂泥，失去方向。业务逻辑与表现层代码混杂在一起，其结果是界面上的任何修改都可能导致业务逻辑失败。

　　为了提升代码复用能力，可以把每个页面都需要处理的操作，比如权限检查，日志跟踪，全局错误处理等，提取到一个PageBase的基类中，放到Base文件夹，另外可以创建一个Helpers文件夹来放置公共操作类。

　　单层架构为下一个类似项目所作出的积累微乎其微，业务上大部分代码会被抛弃，有可能是技术的变化，比如之前使用Web Form,现在需要使用Win Form, 由于业务代码和表现层代码高度耦合，很明显无法再使用之前的代码。哪怕技术没有变化，要在之前开发的烂泥中新增和修改功能，将是举步维艰。有些逻辑上看似非常简单的需求，当你实际动手时，发现并不是这么简单，修改一处会牵动更多地方，所谓牵一发而动全身。

　　对于技术上的积累，主要通过复制文件的方式供下一个项目使用。一个更好的办法是把技术积累单独提取到一个.Net类库中，如下图所示。

 

　　这样就实现了业务与技术的分离，当下一个项目到来时，只需要把Util.dll引入即可。

　　为了挖掘单层架构的极限能力，需要开发一套强大的自定义控件，把数据库操作、验证操作、权限操作等内容全部封装进去，在控件上设置数据库列名，不需要经过DataTable或实体对象，直接生成Sql发送到数据库。如果配上代码生成器，开发简单项目的速度惊人。

　　对于单层架构，不论你怎么想尽办法，它对复杂项目都无能为力，使用单层架构来开发业务逻辑复杂的项目，最终得到的就是一团乱麻。提升代码质量可以在一定程度上缓解这些问题，但要从根本上解决，还必须向多层架构靠拢。

　　从上面分析可以看到，单层架构不能胜任复杂业务领域，而且复用能力十分有限。由于应用程序框架的目标在于提升技术和业务两方面的代码复用，所以单层架构不是一个合适的选择。

　　信息系统从根本上来说，是对数据库的操作，并且需要提供一套操作界面。如果按相关职责划分到不同的层中，会有助于项目的管理和代码清晰度的提升。分层架构是SRP（单一职责原则）的一个应用，把高度相关的东西聚集在一起，把各个层用接口连接起来，这样就能得到一个高内聚、低耦合的设计。

　　目前.Net程序员普遍使用的分层架构是传统三层架构，架构示意图如下。

 

　　传统三层架构的核心在业务逻辑层，表现层会把数据放到实体中，作为参数传递给业务逻辑层，业务逻辑层会使用过程式的代码来处理业务，如果需要访问数据库，则调用数据访问层。

　　传统三层架构把表现、业务和数据访问分离到不同的层中，当切换表现层技术，或更换数据库时，只需要替换相关的组件即可，不需全部重写。

　　天下没有白吃的午餐，在获得清晰度、重用性，扩展性等好处的同时，也带来了一些问题，主要是直观性降低，复杂度提升，工作量增大。在单层架构下实现一个功能，可能只需要一个方法就能完全搞定，理解起来也比较容易，进入三层架构以后，每个操作都被分离打散到不同的层里，每个层有一部分代码，需要在几个层里来回跳动，才能窥其全貌，所以直观性有所降低。另外，任何一个操作，需要在多个地方编写，工作量倍增。

　　如果严格按照三层架构的要求来编写代码，表现层尽量不要有业务操作，更不能有数据操作，业务层只管逻辑，这样可以获得比较高的可维护性。但是很多初学者对架构职责没有认识，他们会随便找个地方放置代码，这个地方多半是表现层，这样一来，不仅代码质量很差，架构还很复杂，就得不偿失了。

　　传统三层架构特别具有争议的地方是Model实体层。这些实体从表面上看，好像是业务对象，比如客户Customer，仔细观察这个类，发现里面全是属性，没有方法，它用来充当数据容器，在各层之间传递数据。

　　有些人一直认为自己是在进行面向对象开发，毕竟c#是个面向对象的语言，又使用了三层架构，还创建了实体，不就是面向对象开发吗？实际上传统三层架构还是面向过程的，只是披上了面向对象的外衣。还有些人对是否面向对象开发不屑一顾，“管它这些理论干啥，咱只搞实际的”，没错，一般程序员确实可以不管这些道理，但如果要追求更高的封装性、复用性，可维护性，就必须向面向对象深入。

　　面向对象的核心是根据概念建模，比如客户，虽然传统三层架构在Model层中确实创建了一个Customer类，但是Model层在三层架构中属于辅助地位，是一个可有可无的东西，如果把Customer类换成DataTable也一样可行。

　　Model中的实体之所以用处不大，是因为违反了对象的特征，真正的对象是数据与操作的集合。有人把单纯的数据对象称为贫血模型，把具有数据和丰富操作的对象称为充血模型,意指只有属性的数据对象先天不足，营养不良，智商低，只会吃饭（数据），不会干活。

　　为何对象一定要把数据和操作放到一起，才能发挥威力？因为这些数据与数据上的操作总是息息相关，且同时变化。把数据和操作封装到一起，可以为操作提供唯一访问点，主要好处是对操作集中管理，消除代码冗余。当数据发生变化时，相关操作多半需要同时修改，由于代码没有冗余副本，且在对象内部完成修改，对外界甚至不产生影响，可维护性大大提升。

　　把业务对象的数据和操作分离以后，第一个影响是业务逻辑散乱，难以管理。由于操作没有一个统一的位置，所以没有人知道这些操作究竟位于何处？可能在业务层，也可能在表现层，还有可能在存储过程里。哪怕严格按照三层架构职责编写代码，所有业务逻辑都在业务层中，但可能很多个类都使用了这个实体，究竟某个操作在哪个类里？特别是在团队作战时，这个问题更加明显，如果他不能很容易找到他要的方法，那么他就会自己添加一个，从而导致冗余。第二个影响就是导致明显的代码冗余，而代码冗余是可维护性的天敌。每当数据发生变化或发现Bug，需要找到所有操作代码的副本进行修改，如果有遗漏就会埋下地雷。

　　当然，CRUD简单操作不在以上讨论范围，上面主要指业务逻辑受数据的影响程度。

　　可以看到，三层架构相比单层架构来说，已经有相当进步，但它还有一些缺陷可以改进，如果把Model实体层和BLL业务逻辑层合并，就可以得到面向对象模型，在《企业应用架构模式》中称为领域模型。不过Eric Evans在《领域驱动设计》中以更具体的方式指导如何使用面向对象进行开发。

　　应该采用充血模型（面向对象）、还是贫血模型（面向过程）？要不要使用ORM，要不要使用DDD（领域驱动设计）？这些问题总是争论不休。不过我的建议是，如果你还准备在.Net界多混几年，不如提早进行，因为这是大势所趋，就好像单层架构最终被三层架构所取代。另外，领域驱动设计如果用得不好，充其量也就和三层架构差不多，所以你不需要有任何顾忌。

　　本系列文章将采用Entity Framework和DDD分层架构演示应用程序框架的建设，所以本文暂不对DDD进行介绍。

　　本文对分层架构的演化过程进行了简单介绍，为你选择适合自己的架构提供了一些参考，最后的结论是，无论你是否愿意，由于软件行业的发展，特别是微软技术的推动，你始终会走上面向对象之路，与其被动挨打，不如主动学习。

　　有些朋友发现这个实战系列名不符实，全是废话，一句代码都没有，还有些朋友喜欢四处搜集源码，坐等干货。我想说的是，这个实战系列毕竟是介绍架构和框架的，如果你只拿到几行代码，没有真正搞懂如何为你的项目建立应用程序框架，代码无法形成一个体系结构，还是一团乱麻，那又有什么用。另外，我所提供的代码也是四处搜集整理，没有什么特别，你如果需要源码，直接百度就会多如牛毛，但我希望你能搞懂每个细节， 这样更有帮助。

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