系统架构：经典三层架构

引言

经典三层架构是分层架构中最原始最典型的分层模式，其他分层架构都是其变种或扩展，例如阿里的四层架构模式和DDD领域驱动模型。阿里的 四层架构模型在三层基础上增加了 Manager 层，从而形成变种四层模型；DDD架构则在顶层用户界面层与业务逻辑层之间引入应用层，从而形成变种DDD领域驱动模型；具体可参考《系统架构：分层架构》。

架构理念

三层架构基于“高内聚，低耦合”的思想，把各个功能模块划分为表示层（UI）、业务逻辑层（BLL）和数据访问层（DAL）。三层架构如图一所示。

图一 三层构架

表示层(UI) 位于三层构架的最上层。与用户直接接触，实现系统与用户直接的交换，以及消息事件的处理。UI层调用业务逻辑层BLL相关接口完成业务操作。

业务逻辑层(BLL)，实现数据处理和数据传递，将界面表示层和数据访问层连接起来，起到承上启下的作用。

数据访问层(DAL)，实现数据的增加、删除、修改、查询等操作，并将操作结果反馈到BLL层；

BLL处理的数据来自数据库和用户界面，其将用户界面收集过来的数据经过业务逻辑层的处理传送到数据库，而从数据库获取的数据，经过业务逻辑层处理后再呈现给用户界面。因此业务逻辑层是中间层，起到承上启下的作用。

经典三层架构的调用关系是：UI调用BLL，BLL调用DAL。而UI与DAL是不可直接相互调用，它们之间相互隔离。

基于 “高内聚，低耦合”理念的三层架构，使得开发人员分工更明确，可以让开发人员的精力更专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，加快项目的进度，提高了开发效率，有利于项目的升级和维护工作。

体系结构

三层架构的各层之间采用接口相互访问，并通过对象模型的实体类（Model）对象作为数据传递的载体，不同的对象模型的实体类一般对应于数据库的不同表，实体类的属性与数据库表的字段名一致。

表示层和业务逻辑层之间用对象模型的实体类（Model）对象来传递数据，业务逻辑层和数据访问层之间用对象模型的实体类（Model）对象来传递数据，数据访问层通过ORM组件来操作数据库。在DAL和数据库之间，通过ORM实现二维表关系数据和实体类（Model）对象的映射。三层架构的体系结构如图二所示。

图二 三层架构的体系结构

因此三层构架中除了三层之外，还有实体类（Model）对象这最为重要的组成部分。实体类（Model）对象使用实体(Entity)表示，它不属于三层中的任何一层。也就是说实体类（Model）对象可以被三层中的任何一层调用。实体(Entity)与三层的关系如图三所示。

图三 实体与三层的关系

实体类（Model）对象Entity，具体有三个作用：

• 实体实现面向对象思想中的"封装”。
• 实体贯穿于三层之间，并在三层之间传递数据。
• 相邻层之间的单项数据传递依靠变量或实体作为参数来传递，这样就构造了三层之间的联系，从而完成功能实现。

优缺点

优点

• 可以让开发人员只关注整个架构的某一层；
• 分层清晰，开发分工也更明确，有利于后期的维护和升级；
• 单向调用，不允许跨层调用，可以很大程度上降低层与层之间的依赖耦合

缺点

• 三层之间数据传输都通过实体类（Model）对象实现，实体类的变化将导致三层都需要修改。从而增加维护的工作量，也使得产生Bug的风险加大。
• 三层之间数据传输都通过实体类（Model）对象实现不利于数据安全。例如一个数据表t_user，其字段包括userName, password, age等信息；password和age是客户的私人信息，这将导致这些数据在三层直接可以随意获取和展示，这是极不合适的。

总结

经典三层架构是分层架构中最原始最典型的分层模式，掌握经典三层模式是理解其他分层模型的基础。本文从三层架构的理念，架构体系，优缺点等三个角度对经典三层架构进行了深入分析。