GoFrame 是一款基础开发框架,既可以用于开发业务项目,也可以拿来开发代码模块。这里的代码分层设计主要是针对于业务项目而言。支持业务型的开发框架有其推荐的代码分层设计模式,以便能更好地协助使用者更快地完成业务开发、更好地维护代码。
对于服务端业务代码的分层设计模式中,我们比较常见的是 MVC 设计模式和三层架构设计模式( 3-Tier Architecture )。
二、 设计模式我们先来回顾一下经典的 MVC 设计模式。
简要介绍M 代表模型( Model ),表示业务规则封装。在 MVC 的三个部件中,模型拥有最多的处理任务。被模型返回的数据是中立的,模型与数据格式无关,这样一个模型能为多个视图提供数据,由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用,所以减少了代码的重复性。
V 代表视图( View ),用户看到并与之交互的界面。比如由 HTML 元素组成的网页界面,或者软件的客户端界面。 MVC 的好处之一在于它能为应用程序处理很多不同的视图。在视图中其实没有真正的处理发生,它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。
C 代表控制器( Controller ),接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求,控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求,然后再确定用哪个视图来显示返回的数据。
这种设计模式比较简单,比较合适于需要服务端渲染页面的业务场景,对于 SEO 来说也比较友好。但随着 MVVM 开发模式的兴起,以及前端技术的快速发展,特别是一些前端开发框架如 Vue 、 React 、 Angular 之类的项目出现,服务端的 MVC 设计模式使用场景变得越来越少。
痛点描述针对于业务逻辑并不是特别复杂的业务场景项目, MVC 还能游刃有余,但随着业务逻辑变得庞大复杂, MVC 设计模式的项目维护成本上升的问题变得越来越明显。特别是随着互联网项目微服务架构的发展, MVC 设计模式在大部分的互联网项目开发中变得越来越鸡肋。究其原因,主要的几点:
- 视图展示与数据操作方式的进一步剥离,特别是移动端的发展,前端 MVVM 框架的发展,我们大多数场景下已不再需要服务端渲染 View 。
- MVC 的代码分层设计模式其实粒度较粗:
- Model 层级的代码既维护着数据,也封装着业务逻辑,随着业务逻辑变得越来越复杂,这一层功能逻辑会变得越来越臃肿。
- 对于团队管理来讲, Controller 和 Model 的职责边界比较模糊,很难保证参差不齐的团队成员能够清晰地认识到 Controller 层并不应当封装业务逻辑。对于开发人员写好代码的要求会比较高。
GoFrame 框架推荐的代码分层设计模式为三层架构设计( 3-Tire Architecture )。三层架构设计能够很好地提现出软件设计”高内聚,低耦合”的设计思想。
传统的三层架构设计如上图,将项目代码划分了三层,每一层有其独自的职责边界。但在大多数的场景中,我们常看到的是以下的分层结构,将数据结构模型再进一步地抽离了出来统一维护。
表示层 –User Interface 位于三层构架的最上层,与用户直接接触,主要是 B/S 中的 WEB 页面,也可以是 API 接口。表示层的主要功能是实现系统数据的传入与输出,在此过程中不需要借助逻辑判断操作就可以将数据传送到 BBL 系统中进行数据处理,处理后会将处理结果反馈到表示层中。换句话说,表示层就是实现用户界面/ API 接口功能,将用户的需求传达和反馈,并用 BLL 或者是 Model 进行调试,保证用户体验。
业务逻辑层 –Business Logic Layer 的功能是对具体问题进行逻辑判断与执行操作,接收到表现层 UI 的用户指令后,会连接数据访问层 DAL ,业务逻辑层在三层构架中位于表示层与数据层中间位置,同时也是表示层与数据层的桥梁,实现三层之间的数据连接和指令传达,可以对接收数据进行逻辑处理,实现数据的增删改查等功能,并将处理结果反馈到表示层 UI 中,实现软件功能。
数据访问层 –Data Access Layer 是数据库的主要操控系统,实现数据的增删改查等操作,并将操作结果反馈到业务逻辑层 BBL 。在实际运行的过程中,数据访问层没有逻辑判断能力,为了实现代码编写的严谨性,提高代码阅读程度,一般软件开发人员会在该层中实现通用数据能力进行封装(例如通过 ORM 组件)来保证数据访问层 DAL 数据处理功能。
模型定义层 –模型定义也常用 Entity 实体对象来表示,主要用于数据库表的映射对象,在信息系统软件实际开发的过程中,要建立对象实例,将关系数据库表采用对象实体化的方式表现出来,辅助软件开发中对各个系统功能的控制与操作执行。建立实体类库,进而实现各个结构层的参数传输,提高代码的阅读性。从本质上看,实体类库主要服务于表示层、业务逻辑层以及数据访问层,在三层之间进行数据参数传输,强化数据表示的简约性。
需要注意区分的是,这里的 Model 和 MVC 设计模式中的 Model 虽然都是一个名字但是差别巨大,职责完全不同。
三层架构设计与由于 MVC 也是三层结构,因此有的同学也会将 MVC 笼统地归纳于三层架构设计中,从字面意义上来讲似乎也没什么问题。不过两者还是存在一定的区别。
可以看到,在三层架构设计中, UI 表示层即相当于 MVC 的 View 和 Controller 层,原本在 MVC 中这两层的逻辑应当是比较”轻量”的,因此被合并为一层进行统一管理也可以理解。比较重要的一点是,原本 MVC 中的 Model 被拆分为了 BLL 和 DAL ,即将业务逻辑与数据访问进行分离,将原本臃肿的 Model 进行了进一步的解耦,有利于项目的更好维护。
软件架构的演变过程,特别是互联网软件架构的演变过程,本质也就是将业务逻辑不断解耦的过程。
四、框架代码分层结构GoFrame 业务项目基本目录结构如下:
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├── app
│ ├── api
│ ├── dao
│ ├── model
│ └── service
├── boot
├── config
├── docker
├── document
├── i18n
├── library
├── packed
├── public
├── router
├── template
├── Dockerfile
├── go.mod
└── main.go
目录/文件名称
其中, app 目录下的程序源码维护着项目的具体业务实现,因此这里主要介绍的也是 app 目录下的代码结构。
业务接口 –api 包的职责类似于三层架构设计中的 UI 表示层,负责接收并响应客户端的输入与输出,包括对输入参数的过滤、转换、校验,对输出数据结构的维护,并调用 service 实现业务逻辑处理。
逻辑封装 –service 包的职责类似于三层架构设计中的 BLL 业务逻辑层,负责具体业务逻辑的实现以及封装。
数据访问 –dao 包的职责类似于三层架构中的 DAL 数据访问层,数据访问层负责所有的数据访问收口。
结构模型 –model 包的职责类似于三层架构中的 Model 模型定义层。模型定义代码层中仅包含数据结构定义,不包含任何的方法定义。
这里需要注意的是,这里的 model 不仅负责维护数据实体对象结构定义,也包括所有的输入输出数据结构定义,被 api/dao/service 共同引用。这样做的好处除了可以统一管理公开的数据结构定义,也可以充分对同一业务领域的数据结构进行复用,减少代码冗余。