劉軍華

（湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410015）

Microsoft.Net Framework是微軟推出的一套新一代開發(fā)平臺。ASP.NET作為其中的一部分，其最大的優(yōu)點除了編譯執(zhí)行速度快外，還有一點就是頁面和代碼分離的編寫方式[1]。這就使得基于.NET平臺可以快速方便地部署B(yǎng)/S三層架構(gòu)Web應(yīng)用程序。然而，傳統(tǒng)的三層架構(gòu)之間一般是表示層引用業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層再引用數(shù)據(jù)訪問層。另外，在實際項目開發(fā)過程中，由于客戶需求的不確定性，很有可能會因為自身需要而經(jīng)常變化，這就使得程序員必須不停地改寫現(xiàn)有的業(yè)務(wù)代碼。這樣，就形成三個層次之間的依賴性太高，不便于實現(xiàn)層與層之間的可替換，而且還加大了軟件后期測試和維護的難度，影響系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性。為了降低三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中層與層之間的耦合度，增強系統(tǒng)的可拓展和可移植性，本文提出一種面向接口的編程思想應(yīng)用于三層架構(gòu)當(dāng)中，以實現(xiàn)層次之間的無縫結(jié)合，保證系統(tǒng)的通用性、標準化和數(shù)據(jù)庫的可移植性。

1 接口

1.1 定義

外界觀察任何一個對象，最主要關(guān)注對象提供了哪些服務(wù)。至于這些服務(wù)的功能是如何在對象內(nèi)部實現(xiàn)的，外界并不關(guān)心。對象所提供的服務(wù)就是對象所提供的操作，而操作就是方法。因此，對象中所有外界能使用方法集合，構(gòu)成了對象與外界進行交互的“界面”，即接口。簡單地講，接口就是一些方法特征的集合，但不提供實現(xiàn)方式。下面以消息顯示功能為例說明接口的定義：

public interface ITest{ //定義接口ITest

void show(string strMsg);//定義接口成員方法show

}

以上是定義一個測試接口，相當(dāng)于在程序中設(shè)置一個約定的業(yè)務(wù)規(guī)范。

1.2 用法

由于接口只提供方法定義，不提供方法實現(xiàn)。一般交由繼承該接口的類去實現(xiàn)，而一個接口可以被多個類繼承，因此，每一個類可以自由決定其實現(xiàn)方式的細節(jié)，即是以不同的方式實現(xiàn)同一接口中的同名方法，使其具有完全不同的表現(xiàn)行為[2]。識別接口的代碼可以利用類的對象，因為接口對于這些對象是相同的。.NET允許充分利用“一個接口，多個方法”的多態(tài)性。如：

public class A:ITest

{public void show(string strMsg) {

Console.WriteLine(strMsg+“明天更美好！”);

}

}

public class B:ITest

{public void show(string strMsg) {

Console.WriteLine(strMsg+“明天更輝煌！”);

}

}

A、B類都實現(xiàn)了ITest的規(guī)范，但表示行為完全不同。使用.NET接口標識類型，程序運行時，將根據(jù)實際創(chuàng)建的對象類型調(diào)用相應(yīng)的方法實現(xiàn)。public class Program

{

static void Main(string[]args) {

#region沒有用接口時的一種做法

//A a=new A();

//a.show(“郵電事業(yè)”);

//B b=new B();

//b.show(“郵電事業(yè)”);

#endregion

#region有用接口時的一種做法

ITest test=new A();

test.show(“郵電事業(yè)”);

test=new B();

test.show(“郵電事業(yè)”);

#endregion

}

}

通過以上代碼可以清楚地看出，沒有使用接口時，編譯時可以通過方法調(diào)用對象的不同區(qū)分出調(diào)用哪個類中的show方法；而使用了接口之后，因為方法調(diào)用對象是同一個，所以必須在程序運行時，通過創(chuàng)建對象的類型來決定調(diào)用哪個類中的show方法。正因為接口的這一特點，為多層結(jié)構(gòu)之間的動態(tài)訪問成為現(xiàn)實，進一步提高了程序的靈活性。

2 三層體系結(jié)構(gòu)

2.1 傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的簡介

傳統(tǒng)的三層架構(gòu)包括表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。示意圖如圖1所示。這樣做的目的就為了實現(xiàn)軟件的“高內(nèi)聚，低耦合”的架構(gòu)思想。每個層實現(xiàn)應(yīng)用程序一個方面的邏輯功能，通過層與層之間的交互，形成應(yīng)用程序體系架構(gòu)，從而實現(xiàn)適應(yīng)于企業(yè)級應(yīng)用的、功能復(fù)雜的應(yīng)用程序[3]。

圖1 三層架構(gòu)示意圖

1）表示層：表示位于最外層，是離用戶最近的層。主要完成了兩個任務(wù)：一是獲取數(shù)據(jù)并顯示，將從業(yè)務(wù)邏輯層中動態(tài)獲取的數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问斤@示給用戶；二是接收數(shù)據(jù)并傳遞，將用戶從界面輸入的數(shù)據(jù)傳入業(yè)務(wù)邏輯層進行下一步的處理。

2）業(yè)務(wù)邏輯層：邏輯層是整個分層模型的中間層。主要負責(zé)處理所有來自表示層的用戶請求，并根據(jù)具體應(yīng)用將用戶請求進行組合，形成一種業(yè)務(wù)規(guī)則轉(zhuǎn)換為對數(shù)據(jù)訪問層的請求；同時，將數(shù)據(jù)訪問層返回的結(jié)果提交給表示層。

3）數(shù)據(jù)訪問層：數(shù)據(jù)訪問層是整個分層體系的最底層。主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫進行增刪查改操作。為業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層的要求從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)或者修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。由于訪問數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)中頻繁發(fā)生而且最消耗資源的操作，所以在這一層要對數(shù)據(jù)庫訪問進行優(yōu)化，提高系統(tǒng)的性能和可靠性[4]。

2.2 傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的解決方案

在傳統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)中，表示層依賴業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層依賴數(shù)據(jù)訪問層。例如，單擊表示層界面中某一測試按鈕，就將數(shù)據(jù)庫商品表中的最新10條記錄讀取并顯示在網(wǎng)格控件中。各層次參考代碼如下：

1） WEB表示層：protected BLL.Products pr=new BLL.Products();

protected void btnTest_Click(object sender,EventArgs e)

{ //獲取最新商品,顯示到newProducts控件中

DataTable dt=pr.getNewProducts();

newProducts.DataSource=dt;

newProducts.DataBind();

}

2）BLL業(yè)務(wù)層代碼片斷：class Products

{

public DataTable getNewProducts(){

string Sqlstr=”select top 10*from products order by id desc”;

DataTable dt=DBUtility.SQLHelper.ExecuteDT(Sqlstr);

return dt;

}

}

3）DBUtility數(shù)據(jù)訪問層代碼：class SQLHelper

{

public static DataTable ExecuteDT (string Sqlstr)

{

sring ConnStr=SQLHelper.GetSqlConnection();

using (sqlConnection conn=new sqlConnection(ConnStr)) {

sqlDataAdapter da=new sqlDataAdapter(Sqlstr,conn);

DataTable dt=new DataTable();

conn.Open();

da.Fill(dt);

return dt;

}

}

}

通過對上述代碼分析，可以看出層次之間的深度依賴，業(yè)務(wù)邏輯層直接調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層的ExecuteDT方法，這時，如果想換一種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問層，那么就必須修改業(yè)務(wù)邏輯層所有相關(guān)代碼。不利于程序的測試、維護以及進一步擴展。

2.3 應(yīng)用接口的三層結(jié)構(gòu)解決方案

針對上述傳統(tǒng)三層體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題，以及系統(tǒng)中許多應(yīng)用都是由兩個或更多的類通過彼此合作來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，這使得每個對象都需要與和它合作的對象的引用，如果這個獲取過程要靠自身實現(xiàn)，那么將導(dǎo)致代碼高度耦合且難以測試。此時，引入了面向接口編程思想，使上層類不能具體依賴于下層類，而只依賴于下層提供的一個接口。為此，需要在傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再添加三個邏輯層，分別是接口層、接口實現(xiàn)層以及工廠層。改進后的多層體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 多層體系結(jié)構(gòu)圖

其中，業(yè)務(wù)邏輯層不再僅依賴于某一具體數(shù)據(jù)訪問層，而是利用.NET中的依賴注入機制以及創(chuàng)建工廠類的方式來動態(tài)加載實現(xiàn)。下面給出各層的引用關(guān)系及功能介紹。

1）WEB表示層：該層基本保持不變，與業(yè)務(wù)邏輯層之間采用緊耦合。另外，需要在該層中的Web.config文件的節(jié)點下添加節(jié)點。其中，value值為某一數(shù)據(jù)訪問層的程序集名稱，可根據(jù)實際需要靈活修改。

2）BLL業(yè)務(wù)邏輯層：該層將不再直接引用數(shù)據(jù)訪問層，而是引用IDAL接口層和Factory工廠層。通過工廠層得到程序集指定類的實例并決定調(diào)用哪個數(shù)據(jù)訪問層的數(shù)據(jù)操作方法。

3）IDAL接口層：該層的設(shè)置目的是使業(yè)務(wù)邏輯與接口實現(xiàn)層（數(shù)據(jù)訪問層）的完全分離，一般僅需引用實體層。該層與具體的數(shù)據(jù)訪問層無關(guān)，主要定義了數(shù)據(jù)訪問層必須要實現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯操作集。即是規(guī)定系統(tǒng)必須要實現(xiàn)的所有業(yè)務(wù)功能。

4）Factory工廠層：該層引用接口層，主要是完成創(chuàng)建并返回所有的程序集實例。通過讀取web.config里設(shè)置的程序集名稱，加載類的實例，返回給BLL業(yè)務(wù)邏輯層使用。

5） SQLServerDAL接口實現(xiàn)層：又稱 SQL Server數(shù)據(jù)訪問層。引用 Model和IDAL，且繼承IDAL中的接口，主要是實現(xiàn)接口層IDAL中定義的方法。為了支持更多數(shù)據(jù)庫還可以有OracleDAL、AccessDAL的實現(xiàn)，具體使用哪個由Factory工廠層決定。

6）DBUtility數(shù)據(jù)庫操作層：該層無需引用其它層。它是對ADO.NET數(shù)據(jù)訪問封裝的一個組件類庫，類庫中可以包括多個數(shù)據(jù)庫的訪問類，如SQLServerHelper、OracleHelper等，一般是為上層的具體某一數(shù)據(jù)訪問層提供通用的數(shù)據(jù)庫操作方法。

7） Entity實體層：該層無需引用其它層。主要擔(dān)負著數(shù)據(jù)在軟件架構(gòu)各層次及模塊間傳遞的職責(zé)。自始至終貫穿于整個軟件框架各層，它是現(xiàn)實生活中實體特性在計算機中的表示，其基本映射策略是每個實體類對應(yīng)一個數(shù)據(jù)庫表，且類成員往往與該數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)一致[5]。

3 結(jié)束語

基于ASP.NET三層架構(gòu)的軟件開發(fā)已經(jīng)成為一種流行的開發(fā)模式，然而，傳統(tǒng)的三層架構(gòu)系統(tǒng)各層次之間存在緊耦合問題，針對這一問題，論文提出了一種面向接口編程思想應(yīng)用于三層架構(gòu)當(dāng)中，充分利用.NET中的依賴注入機制以及創(chuàng)建工廠類的方式來動態(tài)加載實現(xiàn)。實踐證明，應(yīng)用接口的多層架構(gòu)的開發(fā)模式不僅可以降低層次間的依賴關(guān)系，有利于標準化和開發(fā)人員工作的分配。還使得程序的靈活性更高，有利于各層邏輯的復(fù)用以及軟件后期維護和擴展。

[1]宋磊.基于ASP.NET的三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方法研究[J].黑龍江科技信息,2010（15）.

[2]徐楓.ASP.NET三層架構(gòu)體系分析與應(yīng)用[J].數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用,2011（8）:109-110.

[3]華銓平.抽象工廠設(shè)計模式在三層結(jié)構(gòu)開發(fā)中的應(yīng)用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,2009,3(33).

[4]劉軍華,張麗敏.基于數(shù)據(jù)字典的實體類的設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2012(5).