1 引言

傳統(tǒng)軟件應用系統(tǒng)一般采用3層應用框架,，業(yè)務邏輯層代碼中混雜各種數(shù)據(jù)庫" title="數(shù)據(jù)庫">數(shù)據(jù)庫調(diào)用語句，嚴重影響系統(tǒng)的可擴展性,、可復用性和可維護性,。

設(shè)計可復用的面向?qū)ο筌浖泻芏嚯y點。如找到相關(guān)對象,；以適當?shù)牧６葘⑵錃w類,；定義類的接口和繼承層次,，建立對象之間的基本關(guān)系；要對現(xiàn)在的問題有針對性,，同時對將來的問題和需求也有足夠的通用性,；避免重復設(shè)計或盡可能少做重復設(shè)計等。

采用設(shè)計模式" title="設(shè)計模式">設(shè)計模式可有效解決這些難點,，從而簡單方便地復用成功的設(shè)計和體系結(jié)構(gòu),。通過采用設(shè)計模式，能大大提高系統(tǒng)的可擴展性,、可重用性和可維護性,，并能降低系統(tǒng)開發(fā)難度，提高開發(fā)效率,。設(shè)計模式已成為當前乃至今后軟件工程研究領(lǐng)域的一大熱點,，并被認為是繼OOP技術(shù)之后的又一重大突破。

首先簡要介紹設(shè)計模式,，然后分析傳統(tǒng)3層架構(gòu)開發(fā)模型的優(yōu)缺點,，充分考慮系統(tǒng)的可擴展性，可復用性,，可維護性,，從軟件設(shè)計模式角度提出改進方法，并給出研究實例,。

2 設(shè)計模式

每一個模式描述一個在不斷重復發(fā)生的問題,，以及該問題解決方案的核心。這樣就能多次使用該方案而不必重復勞動,。設(shè)計模式是面向?qū)ο筌浖O(shè)計過程中記錄的知識和經(jīng)驗,，用一系列類結(jié)構(gòu)和對象來具體描述其含義,。設(shè)計模式通過復用面向?qū)ο笤O(shè)計的解決方案,，從而更加簡單方便地復用成功的設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)，將已證實的技術(shù)表述成設(shè)計模式也會使新系統(tǒng)開發(fā)者更加容易理解其設(shè)計思路,。設(shè)計模式可幫助設(shè)計者做出有利于系統(tǒng)復用選擇,，避免損害系統(tǒng)復用性，通過提供一個顯式類和對象作用關(guān)系及它們之間潛在聯(lián)系說明規(guī)范,，設(shè)計模式甚至能夠提高已有系統(tǒng)的文檔管理和系統(tǒng)維護的有效性,。設(shè)計模式確定所包含的類和實例及其角色、協(xié)作方式,、職責分配,。通過刻畫部件靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)及其之間的合作關(guān)系，設(shè)計模式成功應用于解決商業(yè)數(shù)據(jù)處理,、電子通信,、圖形用戶界面、數(shù)據(jù)庫、分布式通信軟件等軟件構(gòu)造中,。

3 傳統(tǒng)的3層架構(gòu)開發(fā)模型

目前,，在Internet／Intranet環(huán)境中，企業(yè)級的應用軟件系統(tǒng)大多采用3層應用框架：表示層,、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層(圖1),。在這種層次結(jié)構(gòu)的軟件框架中。每層為其上一層提供服務(服務提供者),，并作為其下一層的客戶(服務消費者),，內(nèi)部的層只對相鄰的層可見，從而構(gòu)成一個具有可移植性,、可擴充性的兼容平臺,。
 

但也存在顯著的缺點：在開發(fā)多個應用軟件系統(tǒng)的過程中，不同的應用軟件系統(tǒng)之間耦合度不是很好,；層與層之間代碼混亂,；訪問數(shù)據(jù)庫的方式不同，如JDBC,， Hibernate或JDO,，因此，在各種數(shù)據(jù)庫之間移植就需修改很多地方,，業(yè)務邏輯層也需跟著修改,，不能采用一致的編程模型，系統(tǒng)的可復用性,、可維護性不是很理想,。

4 改進的4層架構(gòu)開發(fā)模型

基于上述分析，為提高軟件的開發(fā)效率,，這里從設(shè)計模式角度出發(fā),，提出把業(yè)務邏輯層進一步分出一層，單獨形成一個數(shù)據(jù)接口層,。數(shù)據(jù)接口層屏蔽各種底層數(shù)據(jù)庫之間的差異,，負責與底層數(shù)據(jù)庫之間的連接。形成4層軟件體系結(jié)構(gòu)框架,，從上到下依次是：表示層,、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)接口層,、數(shù)據(jù)層,，如圖2所示。表示層是應用軟件進行人機交互的接口,；業(yè)務邏輯層負責處理用戶的業(yè)務請求,；數(shù)據(jù)接口層負責與底層數(shù)據(jù)庫之間的交互,；數(shù)據(jù)層則負責存儲數(shù)據(jù)。

4．1 DAO" title="DAO">DAO設(shè)計模式

數(shù)據(jù)接口層采用數(shù)據(jù)訪問對象DAO(Data Access Ob-iect)模式,。該模式實際是Adapter模式和Bridge模式的混合體,，DAO對象提供數(shù)據(jù)庫訪問的基本操作，如增加,、刪除,、修改、查詢等,。 DAO層以面向?qū)ο蟮姆绞椒庋b數(shù)據(jù)庫操作,。DAO組件完全專注于數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)，業(yè)務層代碼無須關(guān)心底層數(shù)據(jù)庫訪問的實現(xiàn),，從而降低了層之間的耦合,。

DAO設(shè)計模式的優(yōu)點：

(1)DAO模式抽象出數(shù)據(jù)訪問方式，業(yè)務邏輯層訪問數(shù)據(jù)源時完全感覺不到數(shù)據(jù)源的存在,。軟件工廠中有一條很重要的法則：一個對象對其他對象的了解越少越好,，了解越少就意味著依賴越少，可復用性越高,。

(2)DAO將數(shù)據(jù)訪問集中在獨立的一層,，因為所有的數(shù)據(jù)訪問都由DAO代理，這層獨立的DAO將數(shù)據(jù)訪問的實現(xiàn)和系統(tǒng)的其余部分剝離,，將數(shù)據(jù)訪問集中,，使得系統(tǒng)更具可維護性。

(3)DAO降低了業(yè)務邏輯層的復雜度,。DAO管理復雜的數(shù)據(jù)訪問,，從而簡化了業(yè)務邏輯層。所有與數(shù)據(jù)訪問的實現(xiàn)有關(guān)的代碼(例如SOL語言等)都不寫在業(yè)務邏輯層里,，業(yè)務邏輯層可集中處理業(yè)務邏輯,，提高了代碼的可讀性和生產(chǎn)率。

 (4)DAO有助于提升系統(tǒng)的可移植性,。DAO模式通過將數(shù)據(jù)訪問劃分為抽象層和實現(xiàn)層,，分離數(shù)據(jù)使用和數(shù)據(jù)訪問的實現(xiàn)細節(jié),。這意味著業(yè)務層與數(shù)據(jù)訪問的底層細節(jié)無關(guān),，也就是說，可以在保持上層機構(gòu)不變的情況下,，通過切換底層實現(xiàn)來修改數(shù)據(jù)訪問的具體機制,，提高了系統(tǒng)的可復用性。

(5)DAO組件依賴于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),，提供數(shù)據(jù)庫訪問接口,，只要數(shù)據(jù)庫沒有重構(gòu),，DAO層通常無須改寫。DAO層透明地分離數(shù)據(jù)庫與業(yè)務邏輯層,，業(yè)務邏輯層專注于業(yè)務邏輯的實現(xiàn),，而無須關(guān)心持久層訪問的實現(xiàn)。

(6)DAO模式的進一步改良,。由于DAO層已實現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)訪問,，業(yè)務邏輯層只需調(diào)用DAO接口，因此業(yè)務邏輯層要使用Facade模式包裝DAO,。為實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)庫平臺移植,，支持不同數(shù)據(jù)訪問機制之間的可配置切換，需在DAO層引入Factorv模式,、Proxy模式和Strategy模式,，則可方便地在不同數(shù)據(jù)存儲方式間切換。然而,，采用DAO模式,，系統(tǒng)在請求數(shù)據(jù)端和數(shù)據(jù)服務端之間增加一層，增加了系統(tǒng)的復雜度,；新增加的一層需要額外的設(shè)計與實現(xiàn),，增加了工作量；還需引入工廠甚至抽象工廠,，增加了設(shè)計的復雜度,。總的來說,，DAO將數(shù)據(jù)持久層與業(yè)務邏輯層分離,，提高了軟件的可擴展性，可維護性和可復用性,。

4．2 DAO實現(xiàn)

DAO對象也是,。Java對象，只是它們提供數(shù)據(jù)庫訪問的能力,。數(shù)據(jù)庫的訪問可歸納為創(chuàng)建(Create),、查詢(Read)、更新(Update),、刪除(Delete)4種基本操作,，即常說的CRUD操作。DAO模式通常與工廠模式一起使用,，建議面向接口編程,，為每個DAO實現(xiàn)類編寫接口，DAO調(diào)用者使用接口,，而不是具體的實現(xiàn)類,。當然,，DAO對象需要值對象來傳值，值對象就是普通的JavaBean,。以下是一個DAO的示例,。圖3為數(shù)據(jù)訪問對象設(shè)計模式的參與對象和它們之間的調(diào)用關(guān)系。圖4為該示例的詳細類圖,。

 

該DAO示例包含文件：DAO接口類,、DAO接口實現(xiàn)類、DaoFactory類,、PersonBean類,、DBConn類、Test類,。接口里定義 DAO對象必須提供方法,，PersonBean是一個普通的JavaBean，DAO對象的實現(xiàn)類為接口的全部方法提供實現(xiàn),。程序中還用到工具類 DBConn,，該工具類主要用于獲得數(shù)據(jù)庫連接，通過連接獲得Statement對象,，并提供釋放Statement對象,、關(guān)閉連接的方法。

程序?qū)BConn對象設(shè)計成單態(tài)模式,。至此,，完整的DAO實例編寫完成。程序主要提供3個組件：傳值的JavaBean類,，DAO對象的接口,，DAO對象的實現(xiàn)類，實現(xiàn)類包括所用的工具類,。DAO模式通常與工廠模式相結(jié)合,，DAO工廠負責產(chǎn)生DAO實例。兩者結(jié)合可更好地實現(xiàn)業(yè)務組件與持久層組件的解耦,。業(yè)務組件只需獲取DAO工廠實例,，然后由DAO工廠實例負責產(chǎn)生DAO組件。業(yè)務組件則面向DAO接口編程,，無須關(guān)心DAO的具體實現(xiàn),。

5 結(jié)束語

分析傳統(tǒng)3層軟件體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，從軟件模式角度出發(fā),，對其進行改進,，提出4層開發(fā)模型，提高了系統(tǒng)的可擴展性,、可復用性,、可維護性，并給出一個具體應用實例實現(xiàn)DAO設(shè)計模式,。