ASP.NET三層架構(gòu)的概念及關(guān)系分析

哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學院 喬 冰

選擇合適的系統(tǒng)體系架構(gòu)是一項影響整個應用系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵工作。使用三層架構(gòu)可以使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加清楚，分工更加明確，有利于系統(tǒng)的分工合作和后期維護。B/S模式的三層結(jié)構(gòu)是一種簡單、成熟，并得到普遍應用的應用程序架構(gòu)，它將應用程序結(jié)構(gòu)劃為分三個相對獨立層，包括用戶表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。每一層只實現(xiàn)該層內(nèi)相對獨立的功能，而當任何一層發(fā)生變化時，只要保持層間接口關(guān)系不變，則其他各層都不會受到影響。三層結(jié)構(gòu)是一種嚴格的分層協(xié)作，即數(shù)據(jù)訪問層只能被業(yè)務邏輯層訪問，業(yè)務邏輯層只能被表示層訪問。用戶通過表示層將請求傳送給業(yè)務邏輯層，業(yè)務邏輯層完成相關(guān)業(yè)務規(guī)則和邏輯，并通過數(shù)據(jù)訪問層訪問數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)，然后按照相反的順序依次返回，將數(shù)據(jù)顯示在用戶界面層。

在軟件體系架構(gòu)設(shè)計中，分層式結(jié)構(gòu)是最常見，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)，微軟推薦的分層式結(jié)構(gòu)一般分為三層，從下至上分別為：數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務邏輯層（又或成為領(lǐng)域?qū)樱?、表示層?/p>

所謂三層體系結(jié)構(gòu)，是在客戶端與數(shù)據(jù)庫之間加入了一個“中間層”，也叫組件層。這里所說的三層體系，不是指物理上的三層，不是簡單地放置三臺機器就是三層體系結(jié)構(gòu)，也不僅僅有B/S應用才是三層體系結(jié)構(gòu)，三層是指邏輯上的三層，即使這三個層放置到一臺機器上。三層體系的應用程序?qū)I(yè)務規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問、合法性校驗等工作放到了中間層進行處理。通常情況下，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進行交互，而是通過COM/DCOM通訊與中間層建立連接，再經(jīng)由中間層與數(shù)據(jù)庫進行交互。

一、系統(tǒng)各層次原理

三個層次中，系統(tǒng)主要功能和業(yè)務邏輯都在業(yè)務邏輯層進行處理。

1.用戶表示層（USL）

用戶表示層也叫用戶界面層，封裝人機界面的所有表單和組件，是應用系統(tǒng)與系統(tǒng)用戶之間的直接接口。主要用于顯示由業(yè)務邏輯層動態(tài)傳送過來的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合使用相應的HTML標記和樣式表定義來實現(xiàn)；用戶錄入數(shù)據(jù)信息并通過簡單的校驗后，經(jīng)由數(shù)據(jù)接口傳送給業(yè)務邏輯層下載論文。

2.業(yè)務邏輯層（BLL）

業(yè)務邏輯層主要完成對應用系統(tǒng)相關(guān)業(yè)務規(guī)則和邏輯的封裝，在為用戶表示層訪問提供功能調(diào)用的同時，它又通過調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層所提供的功能來訪問數(shù)據(jù)庫。業(yè)務邏輯層主要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要，通過構(gòu)建系統(tǒng)的關(guān)鍵對象類，實現(xiàn)系統(tǒng)的大部分邏輯控制功能。

3.數(shù)據(jù)訪問層（DAL）

數(shù)據(jù)訪問層只能被業(yè)務邏輯層訪問，并且系統(tǒng)只通過它訪問數(shù)據(jù)庫來獲取數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)訪問層根據(jù)業(yè)務邏輯層的要求與數(shù)據(jù)庫進行交互時，主要完成從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)庫記錄的查詢和插入、修改與刪除數(shù)據(jù)庫記錄的更新數(shù)據(jù)功能。眾所周知，數(shù)據(jù)庫訪問是動態(tài)信息管理應用系統(tǒng)中最頻繁、最消耗資源的操作，所以必須優(yōu)化對數(shù)據(jù)庫的訪問策略，以提高系統(tǒng)的性能和可靠性。B/S模式的三層結(jié)構(gòu)是一種嚴格的分層定義，它首先將應用系統(tǒng)復雜的開發(fā)工作劃分為相對簡單的小分塊，然后在每一層中只實現(xiàn)系統(tǒng)相應層的功能設(shè)計，層間的交互由相鄰層對應的功能模塊進行調(diào)用，信息傳遞只由接口進行傳送。業(yè)務實體組件體現(xiàn)的是現(xiàn)實生活中的業(yè)務數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)訪問邏輯組件則是在數(shù)據(jù)庫中檢索數(shù)據(jù)或把業(yè)務實體數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫。

二、系統(tǒng)各層次職責

1.用戶表示層（USL）

UI（User Interface）層的職責是數(shù)據(jù)的展現(xiàn)和采集，數(shù)據(jù)采集的結(jié)果通常以Entity object提交給BL層處理；

Service Interface側(cè)層用于將業(yè)務或數(shù)據(jù)資源發(fā)布為服務（如WebServices）。

2.業(yè)務邏輯層（BLL）

BL（Business Logic）層的職責是按預定的業(yè)務邏輯處理UI層提交的請求。

（1）Business Function子層負責基本業(yè)務功能的實現(xiàn)；

（2）Business Flow子層負責將Business Functio子層提供的多個基本業(yè)務功能組織成一個完整的業(yè)務流。（Transaction只能在Business Flow子層開啟）。

3.數(shù)據(jù)訪問層（DAL）

ResourceAccess層的職責是提供全面的資源訪問功能支持，并向上層屏蔽資源的來源。

（1）BEM（Business Entity Manager）子層采用DataAccess子層和ServiceAccess子層來提供業(yè)務需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)/資源訪問能力。

（2）DataAccess子層負責從數(shù)據(jù)庫中存取資源，并向BEM子層屏蔽所有的SQL語句以及數(shù)據(jù)庫類型差異；DB Adaptor子層負責屏蔽數(shù)據(jù)庫類型的差異；ORM子層負責提供對象－關(guān)系映射的功能；Relation子層提供ORM無法完成的基于關(guān)系（Relation）的數(shù)據(jù)訪問功能。

（3）ServiceAccess子層用于以SOA的方式從外部系統(tǒng)獲取資源。Service Entrance用于簡化對Service的訪問，它相當于Service的代理，客戶直接使用Service Entrance就可以訪問系統(tǒng)發(fā)布的服務。Service Entrance為特定的平臺（如Java、.Net）提供強類型的接口，內(nèi)部可能隱藏了復雜的參數(shù)類型轉(zhuǎn)換。

（4）ConfigAccess子層用于從配置文件中獲取配置object或?qū)⑴渲胦bject保存倒配置文件。

三、系統(tǒng)各層次規(guī)則

1.系統(tǒng)各層次及層內(nèi)部子層次之間都不得跨層調(diào)用；

2.Entity object在各個層之間傳遞數(shù)據(jù)；

3.需要在UI層綁定到列表的數(shù)據(jù)采用基于關(guān)系的DataSet傳遞，除此之外，應該使用Entity object傳遞數(shù)據(jù)；

4.對于每一個數(shù)據(jù)庫表（Table）都有一個DB Entity class與之對應，針對每一個Entity class都會有一個BEM Class與之對應；

5.有些跨數(shù)據(jù)庫或跨表的操作（如復雜的聯(lián)合查詢）也需要由相應的BEM Class來提供支持；

6.對于相對簡單的系統(tǒng)，可以考慮將Business Function子層和Business Flow子層合并為一個；

7.UI層和BL層禁止出現(xiàn)任何SQL語句。

四、系統(tǒng)各層次優(yōu)缺點

1.三層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

（1）提高程序的可維護性：三層架構(gòu)層次分明，開發(fā)人員可以只關(guān)注整個結(jié)構(gòu)中的其中某一層；

（2）可以并行開發(fā)，提高了開發(fā)的速度；

（3）提高系統(tǒng)的安全性：可以降低層與層之間的依賴；

（4）提高系統(tǒng)的擴展性：三層結(jié)構(gòu)最大的好處是在擴展應用系統(tǒng)時，改動的部分不會影響到大局，比如要給這個系統(tǒng)增加Oracle數(shù)據(jù)庫的功能，只需要改動數(shù)據(jù)層就可以了，其他層保持不變。

2.三層結(jié)構(gòu)的缺點

（1）降低了系統(tǒng)的性能。如果不采用分層式結(jié)構(gòu)，很多業(yè)務可以直接造訪數(shù)據(jù)庫，以此獲取相應的數(shù)據(jù)，如今卻必須通過中間層來完成。

（2）有時會導致級聯(lián)的修改。這種修改尤其體現(xiàn)在自上而下的方向。如果在表示層中需要增加一個功能，為保證其設(shè)計符合分層式結(jié)構(gòu)，可能需要在相應的業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層中都增加相應的代碼。

（3）增加了開發(fā)成本。“三層結(jié)構(gòu)”開發(fā)模式，不適用于對執(zhí)行速度要求過于苛刻的系統(tǒng)，如在線訂票、在線炒股等。它比較適用于商業(yè)規(guī)則容易變化的系統(tǒng)。

五、ASP.NET三層架構(gòu)的實現(xiàn)

1.數(shù)據(jù)訪問層

當開始著手實現(xiàn)程序時，首先要做的便是設(shè)計數(shù)據(jù)庫。而表示層要做的便是應用面向?qū)ο笾蓄悓ο笙鄳R，設(shè)計相應的類和方法來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作。ASP.NET數(shù)據(jù)訪問層的代碼都放到特定文件夾App_Code中，這樣在網(wǎng)站初始化時，此特定文件夾中的代碼會自動進行編譯，便于檢查出錯誤和提高程序應用時的效率。一般對應數(shù)據(jù)庫中的表都要建立實體類，封裝其變量及屬性，其中變量對應數(shù)據(jù)庫中字段。數(shù)據(jù)訪問層建立于系統(tǒng)中模塊相關(guān)的類，然后將系統(tǒng)中對應的功能在類中以方法的方式完成。用這些方法為業(yè)務邏輯層提供服務。為了更好完成對數(shù)據(jù)庫的操作，可以將一些對數(shù)據(jù)庫通用的操作封裝成類，然后在數(shù)據(jù)訪問層中進行調(diào)用，其中最有代表的是微軟提供的SQLHelper類。

2.業(yè)務邏輯層

業(yè)務邏輯層為介于表示層和數(shù)據(jù)訪問層之間處理邏輯關(guān)系的一層。在業(yè)務邏輯層里建立相應的數(shù)據(jù)訪問層相應類實例，然后調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層的方法。由于在數(shù)據(jù)訪問層類方法中已經(jīng)近似完成了對應的業(yè)務邏輯層所要完成的功能，但業(yè)務邏輯層仍是不可缺少的。所有的業(yè)務上的控制，如判斷數(shù)據(jù)的有效性，都邏輯層完成。有時候邏輯層只是簡單的傳遞調(diào)用的數(shù)據(jù)訪問層的方法的返回值。但是保留此層對以后進行維護有很大的幫助。如：public static int majorNameToID（string name）{return M_MajorDAL.majorNameToID（name）；}以上代碼便是僅僅返回了數(shù)據(jù)訪問層類的靜態(tài)方法的返回值，返回了專業(yè)名對應的專業(yè)ID。

3.表示層

表示層只處理接收數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)和判斷輸入數(shù)據(jù)的有效性等問題。ASP.NET中表示層由數(shù)量不等的網(wǎng)頁文件組成，這些網(wǎng)頁各自獨立，相互之間存在不同程度的關(guān)聯(lián)。表示層為面向用戶的部分，其好壞直接影響到用戶的評價。表示層整體框架做出來后，其頁面修飾便由網(wǎng)站美工來完成。

以上介紹了ASP.NET技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)模式。通過介紹分層規(guī)劃，體現(xiàn)了利用ASP.NET技術(shù)編寫三層結(jié)構(gòu)的清晰邏輯，并有效地實現(xiàn)了系統(tǒng)中各功能層的相對獨立，使系統(tǒng)具有更強大的靈活性、可擴展性和可維護性；而且系統(tǒng)分層管理使分級分布部署成為現(xiàn)實，可極大地提高系統(tǒng)的性能和安全性。

[1]譚政,邢劍寬,鄭翔.軟件體系結(jié)構(gòu)[M].清華大學出版社.

[2]Paul Sarknas.ASP.NET電子商務高級編程[M].清華大學出版社.

[3]孫琳俊,陳松.新手學ASP.NET3.5網(wǎng)絡(luò)開發(fā)[M].電子工業(yè)出版社.