Part 1 層

層（layer）這個概念在計算機領域是非常了不得的一個概念。計算機本身就體現了一種層的概念：系統調用層、設備驅動層、操作系統層、CPU指令集。每個層都負責自己的職責。網絡同樣也是層的概念，最著名的OSI的七層協議。

層到了軟件領域也一樣好用。為什么呢？我們看看使用層技術有什么好處：

● 你使用層，但是不需要去了解層的實現細節。

● 可以使用另一種技術來改變基礎的層，而不會影響上面的層的應用。

● 可以減少不同層之間的依賴。

● 容易制定出層標準。

● 底下的層可以用來建立頂上的層的多項服務。 當然，層也有弱點：

● 層不可能封裝所有的功能，一旦有功能變動，勢必要波及所有的層。

● 效率降低。

當然，層最難的一個問題還是各個層都有些什么，以及要承擔何種責任。

典型的三層結構

三層結構估計大家都很熟悉了。就是表示（presentation）層, 領域（domain）層, 以及基礎架構（infrastructure）層。

表示層邏輯主要處理用戶和軟件的交互。現在最流行的莫過于視窗圖形界面（wimp）和基于html的界面了。表示層的主要職責就是為用戶提供信息，以及把用戶的指令翻譯。傳送給業務層和基礎架構層。

基礎架構層邏輯包括處理和其他系統的通信，代表系統執行任務。例如數據庫系統交互，和其他應用系統的交互等。大多數的信息系統，這個層的最大的邏輯就是存儲持久數據。

還有一個就是領域層邏輯，有時也被叫做業務邏輯。它包括輸入和存儲數據的計算。驗證表示層來的數據，根據表示層的指令指派一個基礎架構層邏輯。

領域邏輯中，人們總是搞不清楚什么事領域邏輯，什么是其它邏輯。例如，一個銷售系統中有這樣一個邏輯：如果本月銷售量比上個月增長10％，就要用紅色標記。要實現這個功能，你可能會把邏輯放在表示層中，比較兩個月的數字，如果超出10％，就標記為紅色。

這樣做，你就把領域邏輯放到了表示層中了。要分離這兩個層，你應該現在領域層中提供一個方法，用來比較銷售數字的增長。這個方法比較兩個月的數字，并返回boolean類型。表示層則簡單的調用該方法，如果返回true，則標記為紅色。

例子

層技術不存在說永恒的技巧。如何使用都要看具體的情況才能夠決定，下面我就列出了三個例子：

例子1：一個電子商務系統。要求能夠同時處理大量用戶的請求，用戶的范圍遍及全球，而且數字還在不斷增長。但是領域邏輯很簡單，無非是訂單的處理，以及和庫存系統的連接部分。

這就要求我們1、表示層要友好，能夠適應最廣泛的用戶，因此采用html技術；2、支持分布式的處理，以勝任同時幾千的訪問； 3、考慮未來的升級。

例子2：一個租借系統。系統的用戶少的多，但是領域邏輯很復雜。這就要求我們制作一個領域邏輯非常復雜的系統，另外，還要給他們的用戶提供一個方便的輸入界面。這樣，wimp是一個不錯的選擇。

例子3：簡單的系統。非常簡單，用戶少、邏輯少。但是也不是沒有問題，簡單意味著要快速交付，并且還要充分考慮日后的升級。因為需求在不斷的增加之中。

何時分層

這樣的三個例子，就要求我們不能夠一概而論的解決問題，而是應該針對問題的具體情況制定具體的解決方法。這三個例子比較典型。

第二個例子中，可能需要嚴格的分成三個層次，而且可能還要加上另外的中介（mediating）層。例3則不需要，如果你要做的僅是查看數據，那僅需要幾個server頁面來放置所有的邏輯就可以了。

我一般會把表示層和領域層/基礎架構層分開。除非領域層/基礎架構層非常的簡單，而我又可以使用工具來輕易的綁定這些層。這種兩層架構的最好的例子就是在VB、PB的環境中，很容易就可以構建出一個基于SQL數據庫的windows界面的系統。

這樣的表示層和基礎架構層非常的一致，但是一旦驗證和計算變得復雜起來，這種方式就存在先天缺陷了。

很多時候，領域層和基礎架構層看起來非常類似，這時候，其實是可以把它們放在一起的。可是，當領域層的業務邏輯和基礎架構層的組織方式開始不同的時候，你就需要分開二者。

更多的層模式

三層的架構是最為通用的，尤其是對IS系統。其它的架構也有，但是并不適用于任何情況。

第一種是Brown model [Brown et al]。它有五個層：表示層（Presentation），控制/中介層（Controller/Mediator），領域層（Domain）, 數據映射層（Data Mapping）, 和數據源層（Data Source）。它其實就是在三層架構種增加了兩個中間層。控制/中介層位于表示層和領域層之間，數據映射層位于領域層和基礎架構層之間。

表示層和領域層的中介層，我們通常稱之為表示-領域中介層，是一個常用的分層方法，通常針對一些非可視的控件。例如為特定的表示層組織信息格式，在不 同的窗口間導航，處理交易邊界，提供Server的facade接口（具體實現原理見設計模式）。最大的危險就是，一些領域邏輯被放到這個層里，影響到其 它的表示層。

我常常發現把行為分配給表示層是有好處的。這可以簡化問題。但表示層模型會比較復雜，所以，把這些行為放到非可視化的對象中，并提取出一個表示-領域中介層還是值得的。

Brown ISA

表示層 表示層

控制/中介層 表示-領域中介層

領域層 領域層

數據映射層 數據庫交互模式中的Database Mapper

數據源層 基礎架構層

領域層和基礎架構層之間的中介層屬于本書中提到的Database Mapper模式，是三種領域層到數據連接的辦法之一。和表示-領域中介層一眼，有時候有用，但不是所有時候都有用。

還有一個好的分層架構是J2EE的架構，這方面的討論可以見『J2EE核心模式』一書。他的分層是客戶層（Client），表示層（Presentation），業務層（Business ），整合層（Integration），資源層（Resource）。差別如下圖：

J2EE核心 ISA

客戶層 運行在客戶機上的表示層

表示層 運行在服務器上的表示層

業務層 領域層

整合層 基礎架構層

資源層 基礎架構層通信的外部數據

微軟的DNA架構定義了三個層：表示層（presentation），業務層（business），和數據存儲層（data access），這和我的架構相似，但是在數據的傳遞方式上還有很大的不同。

在微軟的DNA中，各層的操作都基于數據存儲層傳出的SQL查詢結果集。這樣的話，實際上是增加了表示層和業務層同數據存儲層之間的耦合度。DNA的記錄集在層之間的動作類似于Data Transfer Object。

Part 2 組織領域邏輯

要組織基于層的系統，首要的是如何組織領域邏輯。領域邏輯的組織有好幾種模式。但其中最重要的莫過于兩種方法：Transation Script和Domain Model。

選定了其中的一種，其它的都容易決定。不過，這兩者之間并沒有一條明顯的分界線。所以如何選取也是門大學問。一般來說，我們認為領域邏輯比較復雜的系統可以采用Domain Model。

Transation Script就是對表示層用戶輸入的處理程序。包括驗證和計算，存儲，調用其它系統的操作，把數據回傳給表示層。用戶的一個動作表示一個程序，這個程序可 以是script，也可以是transation，也可以是幾個子程序。在例子1中，檢驗，在購物車中增加一本書，顯示遞送狀態，都可以是一個 Transation Script。

Domain Model是要建立對應領域名詞的模型，例如例1中的書、購物車等。檢驗、計算等處理都放到領域模型中。

Transation Script屬于結構性思維，Domain Model屬于OO思維。Domain Model比較難使用，一旦習慣，你能夠組織更復雜的邏輯，你的思想會更OO。到時候，即使是小的系統，你也會自然的使用Domain Model了。

但如何抉擇呢？如果邏輯復雜，那肯定用Domain Model：如果只需要存取數據庫，那Transation Script會好一些。但是需求是在不斷進化的，你很難保證以后的需求還會如此簡單。

如果你的團隊不善于使用Domain Model，那你需要權衡一下投入產出比。另外，即使是Transation Script，也可以做到把邏輯和基礎架構分開，你可以使用Gateway。

對例2，毫無疑問要使用Domain Model。對例1就需要權衡了。而對于例3，你很難說它將來會不會像例2那樣，你現在可以使用Transation Script，但未來你可能要使用Domain Model。所以說，架構的決策是至關緊要的。

除了這兩種模式，還有其它中庸的模式。Use Case Controller就是處于兩者之間。只有和單個的用例相關的業務邏輯才放到對象中。所以大致上他們還是在使用Transation Script，而Domain Model只是Database Gateway的一組集合而已。我不太用這種模式。

Table Module是另一個中庸模式。很多的GUI環境依托于SQL查詢的返回結果。你可以建立內存中的對象，來把GUI和數據庫分開來。為每個表寫一個模塊，因此每一行都需要關鍵字變量來識別每一個實例。

Table Module適用于很多的組件構建于一個通用關系型數據庫之上，而且領域邏輯不太復雜的情況。Microsoft COM 環境，以及它的帶ADO.NET的.NET環境都適合使用這種模式。而對于Java，就不太適用了。

領域邏輯的一個問題是領域對象非常的臃腫。因為對象的行為太多了，類也就太大了。它必須是一個超集。這就要考慮哪些行為是通用的，哪些不是，可以由其它的類來處理，可能是Use Case Controller，也可能是表示層。

還有一個問題，復制。他會導致復雜和不一致。這比臃腫的危害更大。所以，寧可臃腫，也不要復制。等到臃腫為害時再處理它吧。

選擇一個地方運行領域邏輯

我們的精力集中在邏輯層上。領域邏輯要么運行在Client上，要么運行在Server上。

比較簡單的做法是全部集中在Server上。這樣你需要使用html的前端以及web server。這樣做的好處是升級和維護都非常的簡單，你也不用考慮桌面平臺和Server的同步問題，也不用考慮桌面平臺的其它軟件的兼容問題。

運行在Client適合于要求快速反應和沒有聯網的情況。在Server端的邏輯，用戶的一個再小的請求，也需要信息從Client到Server繞一圈。反應的速度必然慢。再說，網絡的覆蓋程度也不是說達到了100％。

對于各個層來說，又是怎么樣的呢？

基礎架構層：一般都是在Server啦，不過有時候也會把數據復制到合適的高性能桌面機，但這是就要考慮同步的問題了。

表示層在何處運行取決于用戶界面的設計。一個Windows界面只能在Client運行。而一個Web界面就是在Server運行。也有特別的例子，在桌面機上運行web server的，例如X Server。但這種情況少的多。

在例1中，沒有更多的選擇了，只能選在Server端。因此你的每一個bit都會繞一個大圈子。為了提高效率，盡量使用一些純html腳本。

人們選用Windows界面的原因主要就是需要執行一些非常復雜的任務，需要一個合適的應用程序，而web GUI則無法勝任。這就是例2的做法。不過，人們應該會漸漸適應web GUI，而web GUI的功能也會越來越強大。

剩下的是領域邏輯。你可以全部放在Server，也可以全部放在Client，或是兩邊都放。

如果是在Client端，你可以考慮全部邏輯都放在Client端，這樣至少保證所有的邏輯都在一個地方。而把web server移至Client，是可以解決沒有聯網的問題，但對反應時間不會有多大的幫助。你還是可以把邏輯和表示層分離開來。當然，你需要額外的升級和維護的工作。

在Client和Server端都具有邏輯并不是一個好的處理辦法。但是對于那些僅有一些領域邏輯的情況是適用的。有一個小竅門，把那些和系統的其它部分沒有聯系的邏輯封裝起來。 領域邏輯的接口

你的Server上有一些領域邏輯，要和Client通信，你應該有什么樣的接口呢？要么是一個http接口，要么是一個OO接口。

http接口適用于web browser，就是說你要選擇一個html的表示層。最近的新技術就是web service，通過基于http、特別是XML進行通信。XML有幾個好處：通信量大，結構好，僅需一次的回路。這樣遠程調用的的開銷就小了。同時，XML還是一個標準，支持平臺異構。XML又是基于文本的，能夠通過防火墻。

雖然XML有那么多的好處，不過一個OO的接口還是有它的價值的。hhtp的接口不明顯，不容易看清楚數據是如何處理的。而OO的接口的方法帶有變量和名字，容易看出處理的過程。當然，它無法通過防火墻，但可以提供安全和事務之類的控制。

最好的還是取二者所長。OO接口在下，http接口在上。但這樣做就會使得實現機制非常的復雜。

Part 3 組織web Server

很多使用html方式的人，并不能真正理解這種方式的優點。我們有各種各樣好用的工具，但是卻搞到讓程序難以維護。在web server上組織程序的方式大致可以分為兩種：腳本和server page。

腳本方式就是一個程序，用函數和方法來處理http調用。例如CGI腳本和java servlet。它和普通的程序并沒有什么兩樣。它從web頁面上獲得html string形態的數據，有時候還要做一些表達式匹配，這正是perl能夠成為CGI腳本的常用語言的原因。

而Java servelet則是把這種分析留給程序員，但它允許程序員通過關鍵字接口來訪問信息，這樣就會少一些表達式的判斷。這種格式的web server輸出是另一種html string，稱為response，可以通過流數據來操作。

糟糕的是流數據是非常麻煩的，因此就導致了server page的產生，例如PHP，ASP，JSP。

server page的方式適合回應（response）的處理比較簡單的情況。例如“顯示歌曲的明細”，但是你的決策取決于輸入的時候，就會比較雜亂。例如“通俗和搖滾的顯示格式不同”。

腳步擅長于處理用戶交互，server page擅長于處理格式化回應信息。所以很自然的就會采用腳本處理請求的交互，使用server page處理回應的格式化。這其實就是著名的MVC（Model View Controller）模式中的view/controller的處理。

應用Model View Controller模式首要的一點就是模型要和web服務完全分離開來。使用Transaction Script或Domain Model模式來封裝處理流程。

接下來，我們就把剩余的模式歸入兩類模式中：屬于Controller的模式，以及屬于View的模式。

View模式

View這邊有三種模式：Transform View，Template View和Two Step View。Transform View和Template View的處理只有一步，將領域數據轉換為html。Two Step View要經過兩步的處理，第一步把領域數據轉換為邏輯表示形式，第二步把邏輯表示轉換為html。

兩步處理的好處是可以將邏輯集中于一處，如果只有一步，變化發生時，你就需要修改每一個屏幕。但這需要你有一個很好的邏輯屏幕結構。如果一個web應用有很多的前端用戶時，兩步處理就特別的好用。例如航空訂票系統。使用不同的第二步處理，就可以獲得不同的邏輯屏幕。

使用單步方法有兩個可選的模式：Template View，Transform View。Template View其時就是把代碼嵌入到html頁面中，就像現在的server page技術，如ASP，PHP，JSP。這種模式靈活，強大，但顯得雜亂無章。如果你能夠把邏輯程序邏輯在頁面結構之外進行很好的組織，這種模式還是有它的優點的。

Transform View使用翻譯方式。例如XSLT。如果你的領域數據是用XML處理的，那這種模式就特別的好用。

Controller模式

Controller有兩種模式。一般我們會根據動作來決定一項控制。動作可能是一個按鈕或鏈接。所這種模式就是Action Controller模式。

Front Controller更進一步，它把http請求的處理和處理邏輯分離開來。一般是只有一個web handle來處理所有的請求。你的所有的http請求的處理都由一個對象來負責。你改變動作結構的影響就會降到最小。