《解剖PetShop》之一：PetShop的系统架构设计
前言：PetShop是一个范例，微软用它来展示.Net企业系统开发的能力。业界有许多.Net与J2EE之争，许多数据是从微软的PetShop和Sun的PetStore而来。这种争论不可避免带有浓厚的商业色彩，对于我们开发人员而言，没有必要过多关注。然而PetShop随着版本的不断更新，至现在基于.Net 2.0的PetShop4.0为止，整个设计逐渐变得成熟而优雅，却又很多可以借鉴之处。PetShop是一个小型的项目，系统架构与代码都比较简单，却也凸现了许多颇有价值的设计与开发理念。本系列试图对PetShop作一个全方位的解剖，依据的代码是PetShop4.0，可以从链接http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnbda/html/bdasamppet4.asp中获得。
一、PetShop的系统架构设计
在软件体系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构。微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或成为领域层）、表示层，如图所示：
图一：三层的分层式结构
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。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。在PetShop的数据访问层中，并没有使用ORM，从而导致了代码量的增加，可以看作是整个设计实现中的一大败笔。
业务逻辑层：是整个系统的核心，它与这个系统的业务（领域）有关。以PetShop为例，业务逻辑层的相关设计，均和网上宠物店特有的逻辑相关，例如查询宠物，下订单，添加宠物到购物车等等。如果涉及到数据库的访问，则调用数据访问层。
表示层：是系统的UI部分，负责使用者与整个系统的交互。在这一层中，理想的状态是不应包括系统的业务逻辑。表示层中的逻辑代码，仅与界面元素有关。在PetShop中，是利用ASP.Net来设计的，因此包含了许多Web控件和相关逻辑。
分层式结构究竟其优势何在？Martin Fowler在《Patterns of Enterprise Application Architecture》一书中给出了答案：
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。
概括来说，分层式设计可以达至如下目的：分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准定义。
一个好的分层式结构，可以使得开发人员的分工更加明确。一旦定义好各层次之间的接口，负责不同逻辑设计的开发人员就可以分散关注，齐头并进。例如UI人员只需考虑用户界面的体验与操作，领域的设计人员可以仅关注业务逻辑的设计，而数据库设计人员也不必为繁琐的用户交互而头疼了。每个开发人员的任务得到了确认，开发进度就可以迅速的提高。
松散耦合的好处是显而易见的。如果一个系统没有分层，那么各自的逻辑都紧紧纠缠在一起，彼此间相互依赖，谁都是不可替换的。一旦发生改变，则牵一发而动全身，对项目的影响极为严重。降低层与层间的依赖性，既可以良好地保证未来的可扩展，在复用性上也是优势明显。每个功能模块一旦定义好统一的接口，就可以被各个模块所调用，而不用为相同的功能进行重复地开发。
进行好的分层式结构设计，标准也是必不可少的。只有在一定程度的标准化基础上，这个系统才是可扩展的，可替换的。而层与层之间的通信也必然保证了接口的标准化。
“金无足赤，人无完人”，分层式结构也不可避免具有一些缺陷：
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。
前面提到，PetShop的表示层是用ASP.Net设计的，也就是说，它应是一个BS系统。在.Net中，标准的BS分层式结构如下图所示：
图二：.Net中标准的BS分层式结构
随着PetShop版本的更新，其分层式结构也在不断的完善，例如PetShop2.0，就没有采用标准的三层式结构，如图三：
图三：PetShop 2.0的体系架构
从图中我们可以看到，并没有明显的数据访问层设计。这样的设计虽然提高了数据访问的性能，但也同时导致了业务逻辑层与数据访问的职责混乱。一旦要求支持的数据库发生变化，或者需要修改数据访问的逻辑，由于没有清晰的分层，会导致项目作大的修改。而随着硬件系统性能的提高，以及充分利用缓存、异步处理等机制，分层式结构所带来的性能影响几乎可以忽略不计。
PetShop3.0纠正了此前层次不明的问题，将数据访问逻辑作为单独的一层独立出来：
图四：PetShop 3.0的体系架构
PetShop4.0基本上延续了3.0的结构，但在性能上作了一定的改进，引入了缓存和异步处理机制，同时又充分利用了ASP.Net 2.0的新功能MemberShip，因此PetShop4.0的系统架构图如下所示：
图五：PetShop 4.0的体系架构
比较3.0和4.0的系统架构图，其核心的内容并没有发生变化。在数据访问层（DAL）中，仍然采用DAL Interface抽象出数据访问逻辑，并以DAL Factory作为数据访问层对象的工厂模块。对于DAL Interface而言，分别有支持MS-SQL的SQL Server DAL和支持Oracle的Oracle DAL具体实现。而Model模块则包含了数据实体对象。其详细的模块结构图如下所示：
图六：数据访问层的模块结构图
可以看到，在数据访问层中，完全采用了“面向接口编程”思想。抽象出来的IDAL模块，脱离了与具体数据库的依赖，从而使得整个数据访问层利于数据库迁移。DALFactory模块专门管理DAL对象的创建，便于业务逻辑层访问。SQLServerDAL和OracleDAL模块均实现IDAL模块的接口，其中包含的逻辑就是对数据库的Select，Insert，Update和Delete操作。因为数据库类型的不同，对数据库的操作也有所不同，代码也会因此有所区别。
此外，抽象出来的IDAL模块，除了解除了向下的依赖之外，对于其上的业务逻辑层，同样仅存在弱依赖关系，如下图所示：
图七：业务逻辑层的模块结构图
图七中BLL是业务逻辑层的核心模块，它包含了整个系统的核心业务。在业务逻辑层中，不能直接访问数据库，而必须通过数据访问层。注意图中对数据访问业务的调用，是通过接口模块IDAL来完成的。既然与具体的数据访问逻辑无关，则层与层之间的关系就是松散耦合的。如果此时需要修改数据访问层的具体实现，只要不涉及到IDAL的接口定义，那么业务逻辑层就不会受到任何影响。毕竟，具体实现的SQLServerDAL和OracalDAL根本就与业务逻辑层没有半点关系。
因为在PetShop 4.0中引入了异步处理机制。插入订单的策略可以分为同步和异步，两者的插入策略明显不同，但对于调用者而言，插入订单的接口是完全一样的，所以PetShop 4.0中设计了IBLLStrategy模块。虽然在IBLLStrategy模块中，仅仅是简单的IOrderStategy，但同时也给出了一个范例和信息，那就是在业务逻辑的处理中，如果存在业务操作的多样化，或者是今后可能的变化，均应利用抽象的原理。或者使用接口，或者使用抽象类，从而脱离对具体业务的依赖。不过在PetShop中，由于业务逻辑相对简单，这种思想体现得不够明显。也正因为此，PetShop将核心的业务逻辑都放到了一个模块BLL中，并没有将具体的实现和抽象严格的按照模块分开。所以表示层和业务逻辑层之间的调用关系，其耦合度相对较高：
图八：表示层的模块结构图
在图五中，各个层次中还引入了辅助的模块，如数据访问层的Messaging模块，是为异步插入订单的功能提供，采用了MSMQ（Microsoft Messaging Queue）技术。而表示层的CacheDependency则提供缓存功能。这些特殊的模块，我会在此后的文章中详细介绍。
以上就是PetShop系统架构的全部内容，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。
相关推荐
-
《解剖PetShop》之三：PetShop数据访问层之消息处理
三.PetShop数据访问层之消息处理 在进行系统设计时,除了对安全.事务等问题给与足够的重视外,性能也是一个不可避免的问题所在,尤其是一个B/S结构的软件系统,必须充分地考虑访问量.数据流量.服务器负荷的问题.解决性能的瓶颈,除了对硬件系统进行升级外,软件设计的合理性尤为重要. 在前面我曾提到,分层式结构设计可能会在一定程度上影响数据访问的性能,然而与它给设计人员带来的好处相比,几乎可以忽略.要提供整个系统的性能,还可以从数据库的优化着手,例如连接池的使用.建立索引.优化查询策略等等,例如在P
-
《解剖PetShop》之四：PetShop之ASP.NET缓存
四 PetShop之ASP.NET缓存 如果对微型计算机硬件系统有足够的了解,那么我们对于Cache这个名词一定是耳熟能详的.在CPU以及主板的芯片中,都引入了这种名为高速缓冲存储器(Cache)的技术.因为Cache的存取速度比内存快,因而引入Cache能够有效的解决CPU与内存之间的速度不匹配问题.硬件系统可以利用Cache存储CPU访问概率高的那些数据,当CPU需要访问这些数据时,可以直接从Cache中读取,而不必访问存取速度相对较慢的内存,从而提高了CPU的工作效率.软件设计借鉴了硬件设
-
学会sql数据库关系图(Petshop)
很久以前就知道微软的Petshop的很经典,昨天抽出时间去学习,一开始还真的不适应,什么成员资格,还真的看不太懂,运行petshop想从登陆学起,但是用户名和密码都不知道,后来发现有更注册的页面,自己注册了一个页面,才发现还得从数据库出发.花了这么多时间最终还是回到了数据库,但是数据库中一张一张的表格找不到脚本,也不是自己设计的数据库,完全没有一点头绪,后来突然想起来sql有个数据库关系图,可以很快的适合数据库程序员很快的掌握数据库表之间的关系.于是开始了我的百度之旅,关于数据库的关系图的文章还
-
《解剖PetShop》之五：PetShop之业务逻辑层设计
五 PetShop之业务逻辑层设计 业务逻辑层(Business Logic Layer)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,我们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
-
《解剖PetShop》之二：PetShop数据访问层数之据库访问设计
二.PetShop数据访问层之数据库访问设计 在系列一中,我从整体上分析了PetShop的架构设计,并提及了分层的概念.从本部分开始,我将依次对各层进行代码级的分析,以求获得更加细致而深入的理解.在PetShop 4.0中,由于引入了ASP.Net 2.0的一些新特色,所以数据层的内容也更加的广泛和复杂,包括:数据库访问.Messaging.MemberShip.Profile四部分.在系列二中,我将介绍有关数据库访问的设计. 在PetShop中,系统需要处理的数据库对象分为两类:一是数据实体,
-
《解剖PetShop》之六：PetShop之表示层设计
六 PetShop之表示层设计 表示层(Presentation Layer)的设计可以给系统客户最直接的体验和最十足的信心.正如人与人的相交相识一样,初次见面的感觉总是永难忘怀的.一件交付给客户使用的产品,如果在用户界面(User Interface,UI)上缺乏吸引人的特色,界面不友好,操作不够体贴,即使这件产品性能非常优异,架构设计合理,业务逻辑都满足了客户的需求,却仍然难以讨得客户的欢心.俗语云:"佛要金装,人要衣装",特别是对于Web应用程序而言,Web网页就好比人的衣装,代
-
《解剖PetShop》之一：PetShop的系统架构设计
前言:PetShop是一个范例,微软用它来展示.Net企业系统开发的能力.业界有许多.Net与J2EE之争,许多数据是从微软的PetShop和Sun的PetStore而来.这种争论不可避免带有浓厚的商业色彩,对于我们开发人员而言,没有必要过多关注.然而PetShop随着版本的不断更新,至现在基于.Net 2.0的PetShop4.0为止,整个设计逐渐变得成熟而优雅,却又很多可以借鉴之处.PetShop是一个小型的项目,系统架构与代码都比较简单,却也凸现了许多颇有价值的设计与开发理念.本系列试图对
-
限时抢购秒杀系统架构分析与实战
1 秒杀业务分析 正常电子商务流程 (1)查询商品:(2)创建订单:(3)扣减库存:(4)更新订单:(5)付款:(6)卖家发货 秒杀业务的特性 (1)低廉价格:(2)大幅推广:(3)瞬时售空:(4)一般是定时上架:(5)时间短.瞬时并发量高: 2 秒杀技术挑战 假设某网站秒杀活动只推出一件商品,预计会吸引1万人参加活动,也就说最大并发请求数是10000,秒杀系统需要面对的技术挑战有: 对现有网站业务造成冲击 秒杀活动只是网站营销的一个附加活动,这个活动具有时间短,并发访问量大的特点,如果和网站原
-
MySQL20个高性能架构设计原则（值得收藏）
开源数据库架构设计原则 01. 技术选型 选择成熟的平台和技术,同时是最熟悉的,能做到极致的,用好不用坏,用熟不用生.目前业界的MySQL主流分支版本有Oracle官方版本的MySQL.Percona Server.MariaDB. 02. 高可用选择 高可用解决方案探讨的本质上是低宕机时间解决方案,可以理解成高可用的反面是不可用,绝大部分情况下数据库宕机才会导致数据库不可用.随着技术发展,开源数据库方面很多高可用组件(主从复制.半同步.MGR.MHA.Galera Cluster),对应场景,
-
解析Tomcat架构原理到架构设计
目录 一.学习目的 1.1.掌握 Tomcat 架构设计与原理提高内功 1.2.宏观理解一个请求如何与 Spring 联系起来 1.3.提升自己的系统设计能力 二.整体架构设计 2.1.连接器 2.2.封装变与不变 2.3.容器 2.4.请求定位 Servlet 的过程 三.Tomcat 为何打破双亲委派机制 3.1.双亲委派 3.2.Tomcat 热加载 3.3.Tomcat 的类加载器 3.4.Tomcat 类加载器层次 四.整体架构设计解析收获总结 4.1.连接器 4.2.容器 4.3.类
-
java开发微服务架构设计消息队列的水有多深
目录 消息队列的作用 消息队列的设计难题 处理并发和顺序消息 处理重复消息 编写幂等消息处理器 跟踪消息并丢弃重复消息 处理事务性消息 使用数据库表作为消息队列 使用事务日志发布事件 RocketMQ事务消息解决方案 很多人在做架构设计时往往会"过度设计",简单问题复杂化,上来就引一堆中间件,我想大概原因主要有下面两点: 为了秀(学)技术而架构 我们常说技术是为业务服务的,不能为了技术而技术,为了秀技术引入一堆复杂架构这是要不得的. 考虑问题不全面,或者说广度不够,不知道如何简单化 举
-
Java 高并发编程之最实用的任务执行架构设计建议收藏
目录 前言 1.业务架构 2.技术架构 3.物理架构 高并发任务执行架构 需求场景 业务架构设计 技术架构设计 初始设计 演化阶段一 演化阶段二 演化阶段三 代码设计 总结 前言 随着互联网与软件的发展,除了程序员,架构师也是越来越火的职业.他们伴随着项目的整个生命过程,他们更像是传统工业的设计师,将项目当做生命一般细心雕琢. 目前对于项目架构而言,基本都会需要设计的几个架构. 1.业务架构 项目或者产品的市场定位.需求范围.作用场景都是需要在项目启动初期进行系统性分析的.在设计业务架构中,架构
-
微服务架构设计RocketMQ基础及环境整合
目录 概述&选型 单机安装配置 双机主从高可用搭建 启动多个NameServer 和 Broker 重要参数说明 可视化管理平台 SpringBoot整合RocketMQ 引入组件rocketmq-spring-boot-starter 依赖 修改application.yml,添加RocketMQ相关配置 编写消息生产者 MessageProduce 编写消息消费者 MessageConsumer 编写单元测试发送消息 测试 概述&选型 消息队列作为高并发系统的核心组件之一,能够帮助业务
-
RocketMQ之NameServer架构设计及启动关闭流程源码分析
目录 NameServer 1.架构设计 2.核心类与配置 NamesrvController NamesrvConfig NettyServerConfig RouteInfoManager 3.启动与关闭流程 3.1.步骤一 3.2.步骤二 3.3.步骤三 NameServer 1.架构设计 消息中间件的设计思路一般都是基于主题订阅与发布的机制,RocketMQ也不例外.RocketMQ中,消息生产者(Producer)发送某主题的消息到消息服务器,消息服务器对消息进行持久化存储,而消息消费
-
MySQL通透详解架构设计
系统只要能从数据库连接池获取到一个数据库连接,就能执行CRUD.可通过数据库连接将待执行SQL发给MySQL. 大部分 crud boy只知道: 执行insert语句后,在表里会多条数据 执行update后,会更改表数据 执行delete后,会删除表里数据 执行select后,会查询表里数据出来 要是SQL性能丢人,建几个索引解决 - 这应该是目前行业内很多工程师对数据库的一个认知,完全当他是个黑盒来建表及执行SQL. 网络连接必须有线程处理 假设数据库服务器的连接池中的某个连接,接收到一条SQ
-
解析rainbond以应用为中心的架构设计原理
目录 前言碎语 一.云计算的发展 二.企业价值与IT 三.服务模式 四.以应用为中心的产品设计 应用的生产阶段 应用运行阶段 应用传播阶段 五.面向未来 前言碎语 今天博主安利一个国产开源的无服务器容器云平台,关注它已经有一年多了,虽然其迭代到现在很多功能还是一直处于测试验证中,但是其设计理念以应用为中心,我觉得这个是未来的趋势. 其实以docker+k8s这种架构也是一种以应用为中心的架构,rainbond底层深度集成k8s,为用户提供云原生应用全生命周期解决方案,构建应用与基础设施.应用与应