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Java-Interview-Tutorial

https://github.com/Wasabi1234/Java-Interview-Tutorial

一般初创软件，为快速上线，几乎不考虑分层。但随业务越发复杂，就会导致逻辑复杂、模块相互依赖、代码扩展性差等各种问题。

架构分层迫在眉睫。

1 什么是架构分层?

软件工程中常见的设计方式，将整体系统拆分成N个层次，每个层次有独立的职责，多个层次协同提供完整的功能。

初学 JavaWeb 时一般要求设计成 MVC 架构。另外一种常见的分层方式是将整体架构分为

• 表现层（Web）

展示数据结果和接受用户指令的，是最靠近用户的一层；

• 逻辑层（Service）

复杂业务的具体实现；

• 数据访问层（Dao）

主要处理和存储之间的交互。

这就可以隔离关注点，让不同的层专注做不同的事情。其它分层案例，比如OSI网络七层模型，TCP/IP协议网络四层模型。

2 分层有什么好处？

简化设计

各司专职，而不必将自己活成全才。

高复用

比如在设计某系统时，发现某层具有通用性，就可把它抽取独立出来，在设计其它系统时使用。

横向扩展

可以让我们更容易做横向扩展。如果系统没有分层，当流量增加时我们需要针对整体系统来做扩展。但是，如果我们按照上面提到的三层架构将系统分层后，就可以针对具体的问题来做细致的扩展。

比如业务逻辑里面包含有比较复杂的计算，导致CPU成为性能的瓶颈，那这样就可以把逻辑层单独抽取出来独立部署，然后只对逻辑层来做扩展，这相比于针对整体系统扩展所付出的代价就要小的多了。

架构分层究竟和高并发设计的关系是怎样的?我们知道横向扩展是高并发设计思想之一，既然架构分层可方便横向扩展， 那么高并发系统一定是分层的。

3 如何架构分层？

关键在于理清层次边界。

若按三层架构分层，边界不就很容易界定吗？

是的没毛病，当业务逻辑简单时，层次间边界的确清晰，开发新功能时也知道把代码往哪写。但当业务逻辑越来越复杂，边界也会变得模糊。

3.1 案例

任一系统都有用户模块，比如返回用户信息的接口，它调用逻辑层的GetUser方法，GetUser方法又和User DB交互获取数据，就像下图左边展示的样子。

这时，产品提出一个需求，在APP中展示用户信息的时候，若用户不存在，那么要自动给用户创建一个用户。同时，要做一个HTML5页面保留之前的逻辑，即不需要创建用户。这时逻辑层的边界就变得不清晰，表现层也承担了一部分的业务逻辑（将获取用户和创建用户接口关联）。

3.2 主流分层职责

MVC架构的简单性让太多的人觉得项目工程结构理所应当就是这样的，然后呢，一大堆的业务逻辑就随意的堆砌在了service中，对象啥的，只是单纯的数据传输作用，出现了用面向对象的语言，写面向过程的程序的普遍现象。按照领域驱动设计的思路，最重要的还要有领域模型层。当然manage层这种方案也是一种思路，但是我觉得，这种方式，还不够，必须有清晰的业务模型和合理的分层结构配合，才能更好的提现分层的作用。

终端显示层

各端模板渲染并执行显示的层。当前主要是 Velocity/framemaker渲染、js渲染、移动端展示等

开放接口层

将Service层方法封装成开放接口，同时进行网关安全控制和流量控制等

Web层

主要是对访问控制进行转发，各类基本参数校验，或者不复用的业务简单处理等

Service层

业务逻辑层。调用manager层和dao层处理业务，即简单的业务可以不抽取manager，直接调用dao。

业务类的校验放在service层，一般性的参数校验可以放在web层，这可以通用化。

Manager 层（通用业务处理层）

DDD中也叫领域层。

1. 可以将原先Service层的一些通用能力下沉到这一层，比如与缓存和存储交互策略，中间件的接入。业务逻辑放在manager，service来编排manager的原子服务。

2. 也可在这一层封装对第三方接口的调用，比如调用支付服务，调用审核服务等

该分层架构相比MVC主要就是增加了Manager层，它与Service层的关系：Manager层提供原子的服务接口，Service层负责依据业务逻辑来编排原子接口。

• 业务逻辑就是你的产品逻辑，比如创建用户要具体做什么。

• manager层的原子服务指的是实现单一功能的服务。

• 事务应该在service层

DAO层（数据持久层）

数据访问层，与底层 MySQL、Oracle、HBase 等进行数据交互。缓存可以放在存储层。

外部接口或第三方平台

包括其它部门 RPC 开放接口，基础平台，其它公司的 HTTP 接口

例如，Manager层提供创建用户和获取用户信息的接口，Service层负责将这两个接口组装起来。这样就把原先散布在表现层的业务逻辑都统一至Service层，每层边界就清晰了。

比如做一个接口，可将实现放在service层。之后公司内部调用逻辑可放在web层。而哪一天公司要开放这个接口，可直接新抽象一层(一个新的服务)，即开放平台层！这样的好处是，可以将本司使用和第三方使用做隔离。比如在提供服务时，为了保证自家接口性能，对开放平台层做限流处理。

传统公司很多是分层部署的，比如保险和金融。service和dao部署在比较严密的网络区域，controller层部署在一个较宽松的网络区域，对外提供服务。等于在网络上增加了一个缓冲区，来保证服务的安全；而且可以通过单向网络规范层级调用，controller可以调用服务层，而服务层是不能调用web层的。

如果将数据访问层单独部署，比如拆分为单独的rpc服务，当然这样拆分粒度比较细。controller就是对外的门面，调用单独的服务层

• 可以为后期服务运维降低成本

• 可以提高数据访问层的复用度（数据访问层对外提供API，其他层的应用通过API方式与数据库进行交互），三来可以屏蔽各个数据库实现的具体细节。

3.3 层间依赖

数据流转只能在相邻层间。以三层架构为例，数据从表示层进入后一定要流转到逻辑层，做业务逻辑处理，然后流转到数据访问层和DB交互。但若业务逻辑很简单，可否从表示层直接到数据访问层，甚至直接读DB？

功能上是可以的，但从长远架构设计考虑，这会造成层级调用混乱，比如一旦DB地址变更，就需更改多层，这就失去了分层价值，且维护或重构都是灾难。

4 架构分层的缺陷

4.1 增加代码复杂度

原本可在接收请求后直接查询DB获得结果，却非要在中间多层设计，每层只简单地做数据传递。

有时增加一个小需求，可能还需更改所有层的代码，增加了开发成本，也增加了调试复杂度，增加了与其它模块负责人的沟通成本。

4.2 性能损耗

若每层独立部署，层间通过网络交互，那多层架构势必会在性能上有所损耗。

那是否还要选择架构分层呢？肯定的。

你要知道，任何的方案架构都是有优势有缺陷的，天地尚且不全何况我们的架构呢？分层架构固然会增加系统复杂度，也可能会有性能的损耗，但是相比于它能带给我们的好处来说，这些都是可以接受的，或者可以通过其它的方案解决的。我们在做决策的时候切不可以偏概全，因噎废食。

5 总结

分层架构是软件设计思想的外在体现，是一种实现方式。一些软件设计原则都在分层架构中有所体现。

比方单一职责原则规定每个类只有单一的功能，在这里可引申为每层拥有单一职责，且层与层之间边界清晰；

迪米特法则原意是一个对象应当对其它对象尽可能少的了解，在分层架构的体现是数据的交互不能跨层，只能在相邻层之间进行；

开闭原则要求软件对扩展开放，对修改关闭。它的含义其实就是将抽象层和实现层分离，抽象层是对实现层共有特征的归纳总结，不可修改，但具体实现可无限扩展，随意替换。

参考

• 《阿里巴巴Java开发手册》