大型應(yīng)用軟件的多層體系框架的設(shè)計與實現(xiàn)*

丁純立

(福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350003)

一、引 言

隨著企業(yè)對信息化產(chǎn)品的依賴越來越強，相關(guān)的軟件產(chǎn)品的功能也越來越強大，軟件結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對于大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)來說，開發(fā)、維護成本高、重復(fù)開發(fā)率高、開發(fā)效率低越來越困擾著軟件開發(fā)者，尤其在進行團隊開發(fā)時情況更是嚴重。在此背景下，人們認識到對總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計比起對計算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇已經(jīng)變得更加重要。

為了克服上述問題，人們總結(jié)程序開發(fā)的經(jīng)驗，提出采用分層的方式進行處理，在分層軟件框架設(shè)計中最成熟的就是三層架構(gòu)的分層方案，即把系統(tǒng)從應(yīng)用邏輯上對其進行抽象細分用戶界面層(UI)，業(yè)務(wù)邏輯層(BLL)，數(shù)據(jù)訪問層(DAL)三個層次，同時再加上共用實體類和一些通用輔助類，如數(shù)據(jù)庫訪問類、事務(wù)處理類等。以上的設(shè)計提高了軟件代碼的復(fù)用質(zhì)量，但還存在許多問題，如缺乏安全管理，缺乏用戶登錄日志管理，各層之間的耦合度不能讓人滿意;在數(shù)據(jù)訪問層還是存在冗余代碼，工作重復(fù)現(xiàn)象，因此必須對三層架構(gòu)進行有效擴充才能滿足用戶需求。

文中將結(jié)合．NET平臺所提供的相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建出一個基于三層架構(gòu)設(shè)計思想、面向?qū)ο蟆⒖蓮?fù)用的信息系統(tǒng)軟件開發(fā)框架，下面進行具體分析。

二、設(shè)計與實現(xiàn)

1．用戶界面層：直接和用戶進行交互，把數(shù)據(jù)內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶或接收用戶輸入的數(shù)據(jù)的部分。在一般的分層架構(gòu)解決方案中，表示層的設(shè)計是根據(jù)用戶所選的不同控件，將實體類的值綁定到對應(yīng)控件的屬性上，以完成數(shù)據(jù)的自動獲得與顯示。這種方法的缺點是，大型應(yīng)用程序都有非常多的頁面，對每個頁面進行控件與實體類屬性的對應(yīng)，代碼量大且重復(fù)率高，隨著需求的變化，調(diào)整就更加繁瑣，為了解決上述問題，框架將用戶界面層分成了UI和UI控制邏輯層，在UI層設(shè)計了界面頁面的基類PageBase．cs，系統(tǒng)中的每個UI界面類都從PageBase．cs繼承，在 PageBase．cs中，定義了 ErrorMsg出錯提示，ErrorState出錯狀態(tài)，ActionPage動作頁面，Action執(zhí)行動作等公共變量，讓每一個表示層頁面的操作與邏輯層的操作都有返回信息與狀態(tài)，這樣不僅可以更好的控制和判斷程序，同時通過記錄每個頁面的公共變量值還可以實現(xiàn)應(yīng)用程序的異常管理，用戶登錄日志管理等功能，這些功能也是一個成功的框架中必不可少的重要組成部分。在UI控制邏輯層設(shè)計了一個公共類DORM．CS，用以將web頁面控件的值自動賦值到哈希表中，主要的設(shè)計思路是，通過獲取頁面上以“UI_”這個命名的控件，取相應(yīng)的控件名和值，分別保存在哈希表里面對應(yīng)的KEY、values里面，然后返回哈希表，以此來解決繁瑣的頁面控件與實體類屬性對應(yīng)操作的問題。

2．業(yè)務(wù)邏輯層：主要是處理業(yè)務(wù)方面的邏輯。在這一層中，框架將BLL層細分為業(yè)務(wù)邏輯接口層和業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)層，在業(yè)務(wù)邏輯接口層抽象出了用戶界面層所需要用到的功能，并將這些接口統(tǒng)一放在DAO_Interface接口文件中，主要接口如圖1所示

圖1 業(yè)務(wù)邏輯接口

這一層可以讓團隊成員獨立開發(fā)而減少相互間的依賴性。就是說業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)層里還沒寫實現(xiàn)過程的時候，項目組的其它成員，可以先調(diào)用而不用管它是怎么實現(xiàn)的，從而提高協(xié)同效率。業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)層繼承業(yè)務(wù)邏輯接口層，然后根據(jù)具體不同的要求來實現(xiàn)。

3．數(shù)據(jù)訪問層：

這一層用于實現(xiàn)信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的操作，完成業(yè)務(wù)流程對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的插入、更新等操作。在這一層中，框架封裝了所有BLL層需要用到的數(shù)據(jù)庫操作，并將其放入DALCommon類文件，以保證數(shù)據(jù)訪問層只有單一訪問接口，減少各層之間的耦合性。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層中，一般采用輔助類，如SqlHelper通過一組靜態(tài)的重載方法來封裝數(shù)據(jù)訪問功能，開發(fā)時可以通過調(diào)用輔助類的靜態(tài)方法來對數(shù)據(jù)庫進行操作，這種方法雖然解決了部分代碼復(fù)用問題，但還是存在當需求變化時，需對一系列相關(guān)模塊進行修改的問題，而且在團隊開發(fā)中極易出現(xiàn)開發(fā)代碼重復(fù)現(xiàn)象，為了解決上述問題，在本框架的數(shù)據(jù)訪問層引入Ibatis開源框架。IBatis．net具有完全由開發(fā)者掌控Mapping規(guī)則?；赬ML配置，開發(fā)者可掌控底層，傳入?yún)?shù)支持 Hashtable、EntityObje，Dictionary等．可將離散參數(shù)封裝為單一參數(shù)傳入等優(yōu)點;這樣當需求變化時，只需修改相應(yīng)Xml文件中的SQl語句即可，其它部分都可以不用改動，以保證接口穩(wěn)定度。

IBatis DataMapper的工作原理如圖2所述。

圖2 Ibatis實現(xiàn)原理

properties．config：數(shù)據(jù)庫配置信息(包含數(shù)據(jù)名、用戶名、密碼、地址)

proivders．config數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(包含．Net所有的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動)

Maps文件夾：包含整個數(shù)據(jù)庫各表和各模型的關(guān)系．(主要是包含SQL語句)

Model文件夾：包含各個表的模型

在DALCommon類文件中數(shù)據(jù)訪問層通過Map ID和Hashtable對進行執(zhí)行操作，在本層中，日志記錄采用Log4net技術(shù)，下面通過查詢操作來展示軟件框架代碼的具體實現(xiàn)。

public DataSet Select(Hashtable hTable，ref string errMsg，ref bool errState，ref string ActionPage，string MapID)//帶參數(shù)的查詢

最后形成的框架如圖3所示：

圖3 軟件框架結(jié)構(gòu)圖

三、應(yīng)用和總結(jié)

在大型應(yīng)用軟件中一個面向?qū)ο蟮摹⒖蓮?fù)用的信息系統(tǒng)軟件框架已經(jīng)成為一個軟件開發(fā)團隊的核心物質(zhì)資本，而且更重要的是軟件框架將是一個系統(tǒng)的開發(fā)周期、開發(fā)成本及軟件維護的核心影響因子。本文所設(shè)計的框架具有以下特點：(1)在用戶界面層使用UI控制邏輯層，解決對頁面控件的煩瑣的操作，并且配合業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層的操作;(2)使用業(yè)務(wù)邏輯接口層和業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)層，來實現(xiàn)項目各模塊的獨立開發(fā)和共享功能;(3)使用IBatis技術(shù)作為數(shù)據(jù)訪問層解決了項目各模塊對數(shù)據(jù)頻繁操作及維護困難的問題;(4)通過記錄每個頁面的公共變量值以實現(xiàn)應(yīng)用程序的異常管理，用戶登錄日志管理等功能。在有關(guān)學(xué)校的信息管理系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用，實踐證明，應(yīng)用本框架省略了很多基礎(chǔ)性的工作，開發(fā)周期大大縮短，同時大大降低了各層之間耦合度和減少了軟件的冗余代碼，極大的提高了軟件生產(chǎn)率。