基于.NET平台的分层架构实战.doc

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1、基于.NET平台的分层架构实战（一）综述通过浏览博客园的文章发现，很多朋友对分层架构特别感兴趣，刚好我刚做完的毕业设计就是专门研究.NET平台上分层架构的（题目叫“基于.NET平台的分层架构与设计模式应用研究”）。通过做这篇论文，我对分层架构有了一定的了解，所以，就萌发了想写一个文章系列，详述一下分层架构。然而，论文的理论性太强，不适合在网上发布，尤其不适合初学者理解，所以，我想在这个文章系列中，少讲理论，而是通过做一个完整的案例来讨论分层架构的基本方法，这样会直观很多。希望在这个文章系列的写作过程中，能和朋友们一起学习，一起进步。为了让朋友们把主要精力放在理解分层架构而不是案例本身，我准备选

2、择一个相对简单的留言本系统作为Demo，这个系统的名字就叫做NGuestBook。初步计划将这个文章系列分为以下几篇：1.综述2.系统需求分析与数据库设计3.架构概要设计4.实体类的实现5.接口的设计与实现6.依赖注入与IoC的设计与实现7.数据访问层的第一种实现Access+动态生成SQL语言8.数据访问层的第二种实现SQLServer+存储过程9.数据访问层的第三种实现基于NBear框架的ORM实现10.业务逻辑层的实现11.表示层的实现当然，以上只是初步计划，在写文章的过程中可能会根据具体情况适当调整，但是容大体就是这些。这个文章系列不会对所用到的技术进行详细讲解，具体请参考相关文献，阅

3、读文章前最好能对以下技术有一个了解：1.C#语言2.ASP.NET3.设计模式4.关系数据库基础知识5.软件架构基本原则与软件工程基础知识6.基于NBear框架的ORM技术7.JavaScript,Ajax8.ASP.NET AJAX框架（特别是客户端编程）9.HTML,CSS,标准化布局另外，本文章系列是基于.NET framework2.0框架平台进行讨论，3.5平台的新特性（如LINQ、ASP.NET MVC等）不会讨论，IDE使用Visual Studio 2005，数据库会用到SQLServer2005 Express和Access2003。基于.NET平台的分层架构实战（二）需求分

4、析与数据库设计在实际的项目中，需求分析和数据库的设计是很重要的一个环节，这个环节会直接影响项目的开发过程和质量。实际中，这个环节不但需要系统分析师、软件工程师等计算机方面的专家，还需要相关领域的领域专家参与才能完成。但是，在这个文章系列中，所要使用的Demo仅仅是一个例子，而且其业务极为简单，因此，这里并不是真正的需求分析和数据库设计，而是将Demo的需求和数据库罗列至此，使朋友们对Demo有一个大体的了解，方便后续文章中开发过程的理解。需求分析：这个项目是一个留言本，其业务极为简单，现将其描述如下。1.任何访问者可以进行留言，留言完成后，不会立即显示正文，而是要经过管理员验证后才可显示。2.

5、任何访问者可以对留言发表评论，未通过验证的留言不可以评论。3.管理员可以对留言进行回复（这个回复不同于评论，是直接显示在正文下面，而且是一个留言只能有一个回复），并可对留言与评论实行删除，以与对留言进行通过验证操作。4.管理员分为超级管理员和普通管理员。超级管理员只有一个，负责对普通管理员实行添加、删除操作。普通管理员可偶多个，负责对留言的管理，并可以修改自己的登录密码。这个项目的用例图如下：图2.1、NGuestBook的用例图数据库设计：设计数据表之前，首先进行实体和关系的识别与确定。通过需求分析，可以观察得出，本项目的实体有：管理员（不包括超级管理员），留言，评论。本项目的关系有：留言与

6、评论间的一对多关系。进一步，数据库各表的设计如下：管理员表（TAdmin）ID int 管理员ID NotNull 主键，自增Name varchar(20) 登录名 NotNullPassword varchar(50) 登录密码 NotNull 使用MD5加密留言表（TMessage）ID int 留言ID NotNull 主键，自增GuestName varchar(20) 留言者用户名 NotNullGuestEmail varchar(100) 留言者E-mail NullContent text 留言容 NotNullTime datetime 发表留言时间 NotNullRepl

7、y text 回复 NullIsPassvarchar(10) 是否通过验证 NotNull评论表（TComment）IDint 评论ID NotNull 主键，自增Content text 评论容 NotNullTime datetime 发表评论时间 NotNullMessageID int 所属留言的ID 外键基于.NET平台的分层架构实战（三）架构概要设计本文主要是对将要实现的架构进行一个总体的描述，使朋友们对这个架构有个宏观上的认识。这篇文章理论性的东西会偏多一点，从下篇开始，将进行实际项目的开发。这篇文章的许多容摘自我的毕业论文。架构基本原则：这里，将描述一些在这个架构设计中的基本

8、原则，其中很多都是经典的设计原则，不过针对分层架构的特点，用我自己的语言进行了描述。其中也有我自己提出的原则。逐层调用原则与单向调用原则现在约定将N层架构的各层依次编号为1、2、K、N-1、N，其中层的编号越大，则越处在上层。那么，我们设计的架构应该满足以下两个原则：1.第K（1K=N）层只准依赖第K-1层，而不可依赖其他底层。2.如果P层依赖Q层，则P的编号一定大于Q。其中第一个原则，保证了依赖的逐层性，与整个架构的依赖是逐层向下的，而不能跨层依赖。第二个原则，则保证了依赖的单向性，与只能上层依赖底层，而不能底层反过来依赖上层。针对接口编程，而不是针对实现编程这里所指的接口，不是特指编程语言

9、中的具体语言元素（如C#中由Interface定义的语言接口），而是指一种抽象的，在语义层面上起着接合作用语义体。它的具体实现，可能是接口，可能是抽象类，甚至可能是具体类。我认为，从不同的视角，接口可以有以下两种定义：1.接口是一组规则的集合，它规定了实现本接口的类或接口必须拥有的一组规则。体现了自然界“如果你是则必须能”的理念。2.接口是在一定粒度视图上同类事物的抽象表示。注意这里我强调了在一定粒度视图上，因为“同类事物”这个概念是相对的，它因为粒度视图不同而不同。具体到N层架构中，针对接口编程的意义在部分上是这样的：现仍约定将N层架构的各层依次编号为1、2、K、N-1、N，其中层的编号越大

10、，则越处在上层，那么第K层不应该依赖具体一个K-1层，而应该依赖一个K-1层的接口，即在第K层中不应该有K-1层中的某个具体类。依赖倒置原则在软件设计原则中，有一种重要的思想叫做依赖倒置。它的核心思想是：不能让高层组件依赖底层组件，而且，不管高层组件和底层组件，两者都应依赖于抽象。那么，这个原则和我们上面的原则是否矛盾呢？其实并不矛盾。因为这个原则定义中的“依赖”是指“具体依赖”，而上面定义中的依赖全部指“抽象依赖”。我对这两种依赖的定义如下：具体依赖如果P层中有一个或一个以上的地方实例化了Q层中某个具体类，则说P层具体依赖于Q层。抽象依赖如果P层没有实例化Q层中的具体类，而是在一个或一个以上

11、的地方实例化了Q层中某个接口，则说P层抽象依赖于Q层，也叫接口依赖于Q层。从这两个定义可以看到，所谓的依赖倒置原则，正是上面提到针对接口编程，而不是针对实现编程，两者在本质上是统一的。综上所述，可以看出，本课题设计的分层架构，应该是这样一种架构：1.N层架构的各层依次编号为1、2、K、N-1、N，其中层的编号越大，则越处在上层。2.架构中仅存在一种依赖，即第K层接口依赖第K-1层，其中1K=N。封装变化原则封装变化的原则定义为：找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混杂在一起。开放-关闭原则开发-关闭原则定义为：对扩展开放，对修改关闭。具体到N层架构中，可以描述

12、为：当某一层有了一个新的具体实现时，它应该可以在不修改其他层的情况下，与此新实现无缝连接，顺利交互。单一归属原则在这个架构中，任何一个操作类都应该有单一的职责，属于单独的一层，而不能同时担负两种职责或属于多个层次（实体类与辅助类可以被多个层使用，但它们不属于任何一个层，而是独立存在）。层次划分：目前，典型的分层架构是三层架构，即自底向上依次是数据访问层、业务逻辑层和表示层。这种经典架构经历了时间的考验和实践的多次检验，被认为是合理、有效的分层设计，所以，在本文中，将沿袭这种经典架构，使用数据访问层、业务逻辑层和表示层的三层架构体系。职责划分：目前，在典型的三层架构中，对层次各自的职责划分并没有

13、一个统一的规，综合现有的成功实践和.NET平台的特殊性，在本文中将三层架构的职责划分如下：数据访问层负责与数据源的交互，即数据的插入、删除、修改以与从数据库中读出数据等操作。对数据的正确性和有效性不负责，对数据的用途不了解，不负担任何业务逻辑。业务逻辑层负责系统领域业务的处理，负责逻辑性数据的生成、处理与转换。对流入的逻辑性数据的正确性与有效性负责，对流出的逻辑性数据与用户性数据不负责，对数据的呈现样式不负责。表示层负责接收用户的输入、将输出呈现给用户以与访问安全性验证。对流入的数据的正确性和有效性负责，对呈现样式负责，对流出的数据正确性不负责，但负责在数据不正确时给出相应的异常信息。模块划分

14、与交互设计：综合以上分析，可在宏观上将整个系统分为一下几个模块：实体类模块一组实体类的集合，负责整个系统中数据的封装与传递。数据访问层接口族一组接口的集合，表示数据访问层的接口。业务逻辑层接口族一组接口的集合，表示业务逻辑层的接口。数据访问层模块一组类的集合，完成数据访问层的具体功能，实现数据访问层接口族。业务逻辑层模块一组类的集合，完成业务逻辑层的具体功能，实现业务逻辑层接口族。表示层模块程序与可视元素的集合，负责完成表示层的具体功能。IoC容器模块负责依赖注入的实现。辅助类模块完成全局辅助性功能。各模块间交互关系如下：图3.1、总体架构图基于.NET平台的分层架构实战（四）实体类的设计与实

15、现实体类是现实实体在计算机中的表示。它贯穿于整个架构，负担着在各层次与模块间传递数据的职责。一般来说，实体类可以分为“贫血实体类”和“充血实体类”，前者仅仅保存实体的属性，而后者还包含一些实体间的关系与逻辑。我们在这个Demo中用的实体类将是“贫血实体类”。大多情况下，实体类和数据库中的表（这里指实体表，不包括表示多对多对应的关系表）是一一对应的，但这并不是一个限制，在复杂的数据库设计中，有可能出现一个实体类对应多个表，或者交叉对应的情况。在本文的Demo中，实体类和表是一一对应的，并且实体类中的属性和表中的字段也是对应的。在看实体类的代码前，先看一下系统的工程结构。图4.1、工程结构图如上图

16、所示，在初始阶段，整个系统包括6个工程，它们的职责是这样的：Web表示层Entity存放实体类Factory存放和依赖注入与IoC相关的类IBLL存放业务逻辑层接口族IDAL存放数据访问层接口族Utility存放各种工具类与辅助类这只是一个初期架构，主要是将整个系统搭一个框架，在后续开发中，将会有其他工程被陆陆续续添加进来。我们的实体类将放在Entity工程下，这里包括三个文件：AdminInfo.cs，MessageInfo.cs，CommentInfo.cs，分别是管理员实体类、留言实体类和评论实体类。具体代码如下：AdminInfo.cs:usingSystem;namespaceNGu

17、estBook.Entity/实体类-管理员/SerializablepublicclassAdminInfoprivateintid;privatestringname;privatestringpassword;publicintIDgetreturnthis.id;setthis.id=value;publicstringNamegetreturnthis.name;setthis.name=value;publicstringPasswordgetreturnthis.password;setthis.password=value;MessageInfo.cs:usingSystem;

18、namespaceNGuestBook.Entity/实体类-留言/SerializablepublicclassMessageInfoprivateintid;privatestringguestName;privatestringguestEmail;privatestringcontent;privateDateTimetime;privatestringreply;privatestringisPass;publicintIDgetreturnthis.id;setthis.id=value;publicstringGuestNamegetreturnthis.guestName;se

19、tthis.guestName=value;publicstringGuestEmailgetreturnthis.guestEmail;setthis.guestEmail=value;publicstringContentgetreturnthis.content;setthis.content=value;publicDateTimeTimegetreturnthis.time;setthis.time=value;publicstringReplygetreturnthis.reply;setthis.reply=value;publicstringIsPassgetreturnthi

20、s.isPass;setthis.isPass=value;CommentInfo.cs:usingSystem;namespaceNGuestBook.Entity/实体类-评论/SerializablepublicclassCommentInfoprivateintid;privatestringcontent;privateDateTimetime;privateintmessage;publicintIDgetreturnthis.id;setthis.id=value;publicstringContentgetreturnthis.content;setthis.content=v

21、alue;publicDateTimeTimegetreturnthis.time;setthis.time=value;publicintMessagegetreturnthis.message;setthis.message=value;大家可以看出，实体类的代码很简单，仅仅是负责实体的表示和数据的传递，不包含任何逻辑性容。下篇将介绍接口的设计。基于.NET平台的分层架构实战（五）接口的设计与实现接下来，将进行接口的设计。这里包括数据访问层接口和业务逻辑层接口。在分层架构中，接口扮演着非常重要的角色，它不但直接决定了各层中的各个操作类需要实现何种操作，而且它明确了各个层次的职责。接口也是系

22、统实现依赖注入机制不可缺少的部分。本项目的接口设计将按如下顺序进行：1.首先由前文的需求分析，列出主要的UI部分。2.分析各个UI需要什么业务逻辑支持，从而确定业务逻辑层接口。3.分析业务逻辑层接口需要何种数据访问操作，从而确定数据访问层接口。另外，为保证完全的面向对象特性，接口之间的数据传递主要靠实体类或实体类集合，禁止使用DataTable等对象传递数据。由需求分析，列出主要UI需求分析部分，请参看基于.NET平台的分层架构实战（二）需求分析与数据库设计 。有需求分析，可以列出系统中主要应包括以下UI：UI01主页面，列出全部的留言与相应评论，支持分页显示。留言按发表时间逆序显示，评论紧跟

23、在相应留言下。管理员可以通过相应对留言执行通过验证、删除、回复以与对评论进行删除操作。游客可通过相应连接进入发表留言评论页面。UI02发表留言页面，供游客发表新留言。UI03发表评论页面，供游客发表评论。UI04回复留言页面，供管理员回复留言。UI05管理员登录页面。UI06管理员修改个人密码的页面。UI07超级管理员登录后的页面，主要提供管理员列表。可以通过相应将指定管理员删除。UI08添加新管理员的页面。UI09操作成功完成后的跳转提示页面。UI10系统出现异常时显示友好出错信息的页面。由UI识别业务逻辑操作UI01：按分页取得留言，按指定留言取得全部评论，将指定留言通过验证，将指定留言删

24、除，将指定评论删除UI02：添加新留言UI03：添加新评论UI04：回复留言UI05：管理员登录UI06：修改管理员密码UI07：取得全部管理员信息，删除管理员UI08：添加新管理员经过整理，可得以下接口操作：IAdminBLL：Add（添加管理员），Remove（删除管理员），ChangePassword（修改管理员密码），Login（管理员登录），GetAll（取得全部管理员）IMessageBLL：Add（添加留言），Remove（删除留言），Revert（回复留言），Pass（将留言通过验证），GetByPage（按分页取得留言）ICommentBLL：Add（添加评论），Remove

25、（删除评论），GetByMessage（按留言取得全部评论）这三个接口文件都放在IBLL工程下，具体代码如下：IAdminBLL.cs:usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Text;usingNGuestBook.Entity;namespaceNGuestBook.IBLL/业务逻辑层接口-管理员/publicinterfaceIAdminBLL/添加管理员/新管理员实体类/是否成功boolAdd(AdminInfoadmin);/删除管理员/欲删除的管理员的ID/是否成功boolRemove(intid);/修改管

26、理员密码/欲修改密码的管理员的ID/新密码/是否成功boolChangePassword(intid,stringpassword);/管理员登录/管理员登录名/管理员密码/如果登录成功，则返回相应管理员的实体类，否则返回nullAdminInfoLogin(stringname,stringpassword);/取得全部管理员信息/管理员实体类集合IListGetAll();IMessageBLL.cs:usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Text;usingNGuestBook.Entity;namespaceNG

27、uestBook.IBLL/业务逻辑层接口-留言/publicinterfaceIMessageBLL/添加留言/新留言实体类/是否成功boolAdd(MessageInfomessage);/删除留言/欲删除的留言的ID/是否成功boolRemove(intid);/回复留言/要回复的留言的ID/回复信息/是否成功boolRevert(intid,stringreply);/将留言通过验证/通过验证的留言的ID/是否成功boolPass(intid);/按分页取得留言信息/每页显示几条留言/当前页码/留言实体类集合IListGetByPage(intpageSize,intpageNumbe

28、r);ICommentBLL.csusingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Text;usingNGuestBook.Entity;namespaceNGuestBook.IBLL/业务逻辑层接口-评论/publicinterfaceICommentBLL/添加评论/新评论实体类/是否成功boolAdd(CommentInfocomment);/删除评论/欲删除的评论的ID/是否成功boolRemove(intid);/取得指定留言的全部评论/指定留言的ID/评论实体类集合IListGetByMessage(intmessa

29、geId);由业务逻辑确定数据访问操作IAdminBLL需要的数据访问操作：插入管理员，删除管理员，更新管理员信息，按ID取得管理员信息，按登录名与密码取得管理员，取得全部管理员IMessageBLL需要的数据访问操作：插入留言，删除留言，更新留言信息，按ID取得留言信息，按分页取得留言ICommentBLL需要的数据访问操作：插入评论，删除评论，按留言取得全部评论另外，添加管理员时需要验证是否存在同名管理员，所以需要添加一个“按登录名取得管理员”。对以上操作进行整理，的如下接口操作：IAdminDAL：Insert，Delete，Update，GetByID，GetByNameAndPass

30、word，GetAllIMessageDAL：Insert，Delete，Update，GetByID，GetByPageICommentDAL：Insert，Delete，GetByMessage这三个接口文件放在IDAL工程下，具体代码如下：IAdminDAL.cs：usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Text;usingNGuestBook.Entity;namespaceNGuestBook.IDAL/数据访问层接口-管理员/publicinterfaceIAdminDAL/插入管理员/管理员实体类/是否成功b

31、oolInsert(AdminInfoadmin);/删除管理员/欲删除的管理员的ID/是否成功boolDelete(intid);/更新管理员信息/管理员实体类/是否成功boolUpdate(AdminInfoadmin);/按ID取得管理员信息/管理员ID/管理员实体类AdminInfoGetByID(intid);/按管理员名取得管理员信息/管理员名/管理员实体类AdminInfoGetByName(stringname);/按用户名与密码取得管理员信息/用户名/密码/管理员实体类，不存在时返回nullAdminInfoGetByNameAndPassword(stringname,stringpassword);/取得全部管理员信息/管理员实体类集合IListGetAll();IMessageDAL.cs：usingSys