软件体系结构分层知识

软件体系结构--RPG游戏制作软件

1）分层

2）写出每层的功能

3）向上提供接口

1.分层

层次系统风格将软件结构组织成一个层次结构，一个分层系统是分层次组织的，每层对上层提供服务，同时对下层来讲也是一个服务的对象。在一些分层系统中，内部的层只对相邻的层可见。除了相邻的外层或经过挑选用于输出的特定函数以外，内层都被隐藏起来。这种风格支持基于可增加抽象层的设计。由于每～层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件重用提供了强大的支持。

分层系统体系结构有以下优点：

第一，支持基于抽象程度递增的系统设计。这允许设计者可以将一个复杂系统设计按递增的步骤进行分解。

第二，支持扩充。因为每层至多和与之相邻的上层和下层交互，所以，改变某层的功能最多只会影响与之相邻的其它两层。

第三，支持重用。与抽象数据类型一样，只要对相邻层提供同样的接口，每层可以有很多不同的可相互替代的实现方法。因此，可能出现对于标准的层接口的定义可以有不同的实现方法。

但是分层系统体系结构也有存在缺点：

首先，并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式。甚至即使一个系统可在逻辑上进行分层，但可能出于性能的考虑需要在逻辑上与处于高层的函数和处于低层的实现之间建立紧密的联系。

其次，很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。分层设计作为一个设计的理念方法，在软件设计中得到越来越广泛的应用，特别是在复杂大型软件的研制开发项目中。即使是在中小型软件的开发过程中，也要合理的把系统划分为几个层次，把服务接口一步步地建立起来。系统在进行软件层次设计时应遵循如下三个基本原则：

(1)实现和接口分离原则，这是对所有模块接口的一个通用原则。不同的层次实际上是不同的模块，只不过这些模块在逻辑关系上有上下的依赖关系。在这个分离原则之下，层次之间的互换性就可以得到保证。对于一般的软件设计来说，最常见的是抽象层，即把应用部分与一些具体的实现分离开来。

(2)单向性原则，软件的分层应该是单向的，即只能上层调用下层，反过来通常是不行的。因为上层调用下层，结果是上层离不开下层，但下层可以独立地存在：如果下层同时调用上层，上下层就紧密地耦合在一起，谁也离不开谁，形成了软件中的共生现象，导致模块的互换性和可重用性就得不到保证。

(3)服务接VI的粒度提升原则，每层的存在应该是为了完成一定的使用，从软件设计和程序编写的角度来讲，应该向上一层提供更加方便快捷的服务接口。简单重复下一层功能的层是没有意义的，一般越往上层服务接口的粒度越大。对很多应用软件来说，在与数据库直接打交道的地方有数据抽象层。该层把上层的应用同具体的数据库引擎分离开来。在此之上，建立业务对象层(business object)，把具体的业务逻辑反映到该层次上。再往上是交互的用户界面等。

多层结构系统具有良好的可拓展性、可维护性和稳定的系统质量，同时，可以提高软件的可重用性，节省项目的开发时间。在开发中，具体采取几层构架，可根据系统的业务繁简程度灵活运用

软件的分层

目前典型的应用软件的结构：三层结构

表述层：提供与用户交互的界面。GUI（图形用户界面）和web页面是表述层的两个典型的例子。

业务逻辑层：实现各种业务逻辑。

数据库层：负责存放和管理应用的持久性业务数据。

区分物理层和逻辑层

软件的分层包含两种含义：一种是物理分层，即每一层都运行在单独的机器上，这意味着创建分布式的软件系统；一种是逻辑分层，指的是在单个软件模块中完成特定的功能。

业务逻辑层和数据库层运行在同一台机器上，这台机器即是应用服务器，又是数据库服务器，因此整个系统物理上分为两层，而逻辑上分为三层结构。

软件层的特征

软件层必须符合以下特征：

1、每个层由一组相关的类或组件（如EJB）构成，共同完成特定的功能。

2、层与层之间存在自上而下的依赖关系，即上层组件会访问下层组建的API，而下层组件不应该依赖上层组件。例如：表述层依赖于业务逻辑层，而业务逻辑层依赖于数据库层。（基本特征）

3、每个层对上层公开API，但具体的实现细节对外透明。当某一层的实现发生变化，只要它的API不变，不会影响其它层的实现。（向上公开接口，封装实现细节）

软件分层的优点

恰当的为软件分层，将会提高软件的以下性能。

1、伸缩性（指应用程序是否支持更多的用户）

2、可维护性（指的是当发生需求变化，只需修改软件的某一部分，不会影响其它部分的代码。层数越多，可维护性也会不断提高）

3、可扩展性（指的是在现有系统中增加新功能的难易程度）层数越少，增加新功能就越容易破坏现有的程序结构。层数越多，就可以在每个层中提供扩展点，不会打破应用的整体框架。

4、可重用性（指的是程序代码没有冗余，同一个程序能满足各种需求）

5、可管理性（管理系统的难易程度）

软件分层的缺点

软件分层越多，对软件设计人员的要求就越高。在设计阶段，必须花时间构思合理的体系结构。此外，软件层越多，调试会越困难。如果应用规模比较小，业务逻辑很简单，软件层数少反而会简化开发流程并提高开发效率。

Java应用的持久化层

业务逻辑层不仅负责业务逻辑，而且直接访问数据库，提供对业务数据的增、删、改、查操作。为了把数据访问细节和业务逻辑分开，可以把数据访问作为单独的持久化层。

“数据访问”是专业术语，指的是在应用程序代码中生成恰当的SQL语句，然后通过JDBC API 访问数据库，对数据进行增、删、改、查。

持久化层封装了数据访问细节，为业务逻辑层提供了面向对象的API。完善的持久化层应该达到以下目标：

1、代码可重用性高，能够完成所有的数据库访问操作。

2、如果需要的话，能够支持多种数据库平台。

3、具有相对独立性，当持久化层的实现发生变化，不会影响上层的实现。

目前在持久化层领域，已经出现了许多优秀的ORM软件，有的是商业性的，有的是开发源代码的。Hibernate就是一种开发源代码的ORM软件。ORM软件具有中间件的特征。中间件是在应用程序和系统之间的连接管道。Hibernate可看成是连接Java应用和关系数据库的管道。中间件和普通应用程序代码的区别在于，前者具有很高的可重用性，对于各种应用领域都适用；后者和特定的业务功能相关，不同业务领域的应用程序代码显然不一样。中间