三层架构与MVC

         三层架构与MVC                           

                            张霄
                   （中原工学院软件学院编码092）
摘要：三层架构包含有：表示层、业务逻辑层和数据访问层，在小型项目中体现的优势并不明显，但在大型或中型项目中，三层架构能带来的不仅是效率的提高，还有清晰的层次划分会让杂乱的代码流露出艺术的美感，程序员的工作变得更具有艺术创作性。MVC是包含有模型—视图—控制器的一种软件设计模式，至今已被广泛使用，MVC模式是一个有用的工具箱，它有很多好处，但也有一些缺点。
关键字：三层架构 ；B/S ；MVC ；程序

1．什么是三层架构

三层架构(3-tier application) 通常意义上的三层架构就是将整个业务应用划分为：表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）。区分层次的目的即为了“高内聚，低耦合”的思想。

1.1概念简介

１、表现层（UI）：通俗讲就是展现给用户的界面，即用户在使用一个系统的时候他的所见所得。 　　
２、业务逻辑层（BLL）：针对具体问题的操作，也可以说是对数据层的操作，对数据业务逻辑处理。 　　
３、数据访问层（DAL）：该层所做事务直接操作数据库，针对数据的增添、删除、修改、更新、查找等。

1.2三层架构的原理

所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。
三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。 　　
表示层位于最外层（最上层），离用户最近。用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。 　　
　　业务逻辑层 无疑是系统架构中体现核心价值的部分。它的关注点主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计，也即是说它是与系统所应对的领域（Domain）逻辑有关，很多时候，也将业务逻辑层称为领域层。例如Martin Fowler在《Patterns of Enterprise Application Architecture》一书中，将整个架构分为三个主要的层：表示层、领域层和数据源层。作为领域驱动设计的先驱Eric Evans，对业务逻辑层作了更细致地划分，细分为应用层与领域层，通过分层进一步将领域逻辑与领域逻辑的解决方案分离。业务逻辑层在体系架构中的位置很关键，它处于数据访问层与表示层中间，起到了数据交换中承上启下的作用。由于层是一种弱耦合结构，层与层之间的依赖是向下的，底层对于上层而言是“无知”的，改变上层的
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设计对于其调用的底层而言没有任何影响。如果在分层设计时，遵循了面向接口设计的思想，那么这种向下的依赖也应该是一种弱依赖关系。因而在不改变接口定义的前提下，理想的分层式架构，应该是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构。正因为如此，业务逻辑层的设计对于一个支持可扩展的架构尤为关键，因为它扮演了两个不同的角色。对于数据访问层而言，它是调用者；对于表示层而言，它却是被调用者。依赖与被依赖的关系都纠结在业务逻辑层上，如何实现依赖关系的解耦，则是除了实现业务逻辑之外留给设计师的任务。 　　
　　　数据访问层：有时候也称为是持久层，其功能主要是负责数据库的访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。简单的说法就是实现对数据表的Select，Insert，Update，Delete的操作。如果要加入ORM的元素，那么就会包括对象和数据表之间的mapping，以及对象实体的持久化。

1.3三层架构的优缺点

优点
　　1、开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层； 　　2、可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现； 　　3、可以降低层与层之间的依赖； 　　4、有利于标准化； 　　5、利于各层逻辑的复用。
缺点
1、降低了系统的性能。这是不言而喻的。如果不采用分层式结构，很多业务可以直接造访数据库，以此获取相应的数据，如今却必须通过中间层来完成。 　　2、有时会导致级联的修改。这种修改尤其体现在自上而下的方向。如果在表示层中需要增加一个功能，为保证其设计符合分层式结构，可能需要在相应的业务逻辑层和数据访问层中都增加相应的代码。

2.什么是MVC

模型－视图－控制器（MVC）是Xerox　PARC在八十年代为编程语言Smalltalk－80发明的一种软件设计模式，至今已被广泛使用。最近几年被推荐为Sun公司J2EE平台的设计模式，并且受到越来越多的使用 ColdFusion 和 PHP 的开发者的欢迎。模型－视图－控制器模式是一个有用的工具箱，它有很多好处，但也有一些缺点。

2.1 概念简介

MVC是一个设计模式，它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件：模型、视图、控制器。它们各自处理自己的任务。
视图
视图是用户看到并与之交互的界面。MVC一个大的好处是它能为你的应用程序处理很多不同的视图。在视图中其实没有真正的处理发生，不管这些数据是联机存储的还是一个雇员列表，作为视图来讲，它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式
模型
模型表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。例如它可能用象EJBs和ColdFusion　Components这样的构件对象来处理数据库。被模型返回的数据是中立的，就是说模型与数据格式无关，这样一个模型能为多个视图提供数据。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重复性。
控制器
控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。所以当单击页面中的按钮和发送事件时，控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求，然后用确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。
现在我们总结ＭVC的处理过程，首先控制器接收用户的请求，并决定应该调用哪个模型来进行处理，然后模型用业务逻辑来处理用户的请求并返回数据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过表示层呈现给用户。

2.2 MVC的工作原理

首先，最重要的一点是多个视图能共享一个模型，正如我所提及的，现在需要用越来越多的方式来访问你的应用程序。对此，其中一个解决之道是使用MVC，无论你的用户想要什么样的界面；用一个模型就能处理它们。由于你已经将数据和业务规则从表示层分开，所以你可以最大化的重用你的代码了。
由于模型返回的数据没有进行格式化，所以同样的构件能被不同界面使用。因为模型是自包含的，并且与控制器和视图相分离，所以很容易改变你的应用程序的数据层和业务规则。如果你想把你的数据库从MySQL移植到Oracle，或者改变你的基于RDBMS数据源到LDAP，只需改变你的模型即可。一旦你正确的实现了模型，不管你的数据来自数据库或是LDAP服务器，视图将会正确的显示它们。由于运用MVC的应用程序的三个部件是相互对立，改变其中一个不会影响其它两个，所以依据这种设计思想你能构造良好的松偶合的构件。
控制器的还提供了一个好处，就是可以使用控制器来联接不同的模型和视图去完成用户的需求，这样控制器可以为构造应用程序提供强有力的手段。给定一些可重用的模型和视图，控制器可以根据用户的需求选择模型进行处理，然后选择视图将处理结果显示给用户

2.3 MVC的优缺点

优点
1.低耦合性 视图层和业务层分离，这样就允许更改视图层代码而不用重新编译模型和控制器代码。
2.高重用性和可适用性   MVC模式允许你使用各种不同样式的视图来访问同一个服务器端的代码。  3.较低的生命周期成本  MVC使降低开发和维护用户接口的技术含量成为可能。     4.快速的部署  使用MVC模式使开发时间得到相当大的缩减，它使程序员集中精力于业务逻辑，界面程序员集中精力于表现形式上。    5.可维护性   分离视图层和业务逻辑层也更易于维护和修改。    6.有利于软件工程化管理   由于不同的层各司其职，每一层不同的应用具有某些相同的特征，有利于通过工程化、工具化管理程序代码。
缺点
   1.没有明确的定义，所以完全理解MVC并不是很容易。使用MVC需要精心的计划，由于它的内部原理比较复杂，所以需要花费一些时间去思考。
　 2.　不得不花费相当可观的时间去考虑如何将MVC运用到你的应用程序，同时由于模型和视图要严格的分离，这样也给调试应用程序带来了一定的困难。
　3.　由于开发者将一个应用程序分成了三个部件，所以使用MVC同时也意味着你将要管理比以前更多的文件。
　4.　MVC不适合小型甚至中等规模的应用程序，花费大量时间将MVC应用到规模并不是很大的应用程序通常会得不偿失
　5.　MVC设计模式是一个很好创建软件的途径，它所提倡的一些原则，像内容和显示互相分离可能比较好理解。但是如果你要隔离模型、视图和控制器的构件，你可能需要重新思考你的应用程序，尤其是应用程序的构架方面。如果你肯接受MVC，并且有能力应付它所带来的额外的工作和复杂性，MVC将会使你的软件在健壮性，代码重用和结构方面上一个新的台阶。

3.三层架构与MVC的比较

这两者本身讲的是不同方向与角度的问题，在实际应用中它们的却存在一些相似的特点，在很多书籍中也没有深入讲解，以至于造成困惑，为了更好的理解它们，这里介绍它们的区别。
   首先 N层架构是一种软件抽象的层次结构，是对复杂软件的一种纵向切分，每一层次中完成同一类型的操作，以便将各层代码以及其完成的使命作为一句分割，以降低软件的复杂度，提高其可维护性。一般来说，层次之间是向下依赖的，下层代码未确定其接口（契约）前，上层代码是无法开发的，下层代码接口（契约）的变化将使上层的代码一起变化。三层结构是N层结构的一种，是在长时间使用中得出来的一种应用场合广泛的N层结构，被当作一种典型的软件层次结构而广为流传甚至写入教科书。
  MVC模式是一种复合设计模式，一种在特定场合用于解决某种实际问题来得出的可以反复实践的解决方案。巧合的是它也有三个事物组成，于是乎人们就有了一种想当然的对应关系：视图-View；控制层-Control；数据层-Model。首先MVC中的三个事物之间并不存在明显的层次结构，没有明显的向下依赖关系，相反的，View和Model往往是比较独立的，而Control是连接两者的桥梁，他们更像是横向的切分。这样一来就出现一个结果，MVC中每个块都是可以独立测试的，而三层结构中，上层模块的运行测试势必要提供下层代码或者提供相同接口的桩。相对来说，MVC复杂得多，但是结构更清晰，耦合性更低。
另外，MVC中每一块内部特别是Model内部经常被设计为多层的。在我认为的一个良好的MVC模式构建的结构中，Control是核心，小且较为稳定的，可以作为一个核心框架来提供，有扩展点，但基本上可以简单配置不需要任何代码就可以运行。而View则可能是一套或多种可选择的视图引擎，决定了软件展示给用于的界面，使用时的主要工作量在于扩展点以及根据需要而数量不同的视图模板。Model则是业务提供者，决定了软件提供的功能，其内部可能是一些普通的类或者是实现了某些接口的类，在这一块当中可能根据业务的不同而色彩缤纷，对于复杂的软件可能会分成很多层，如业务逻辑层、业务提供层、系统提供层、数据提供层、数据访问层等。

参考文献

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[3].基于C#的WINDOWS CE 程序开发实例教程   陈云志 张应辉 李丹 清华大学出版社 2008-2-19
[4].C#程序设计项目实训教程  黄瑞军  化学工业出版社  2010-3-8
[5].C#案例教程   游祖元  电子工业出版社 2008-8-29