在软件开发中,构建一个高效、可维护且可扩展的应用系统一直是开发者追求的目标。
分层架构
和依赖注入
(IOC)是实现这一目标的重要策略。本文将深入探讨三层架构的高内聚
特性、低耦合
的设计原则,以及如何通过IOC(控制反转)技术来进一步提升应用的灵活性和可维护性。
一、三层架构的含义
三层架构是一种常见的软件设计模式,它将应用程序分为三个主要的逻辑层:表示层(请求层)、业务逻辑层(业务处理层)和数据访问层(数据层)。每个层都有特定的职责,这样设计可以提高系统的可维护性、可扩展性和可复用性。具体介绍如下:
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请求层(controller):
请求层是系统与外部交互的接口,负责接收用户的请求或其他系统的调用。
-
业务逻辑层:
这一层主要包含系统的核心业务规则和处理逻辑。它接收来自请求层的请求,进行业务处理和数据加工,然后将结果返回给请求层。
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数据访问层:
数据访问层主要负责与数据库或其他数据源进行交互,实现数据的存储和读取。它将业务逻辑层的抽象数据操作转换为具体的数据库操作。
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@RestControllerpublic class UserController {@GetMapping("/getUser")public String getUser(@RequestParam("userId") int userId) {// 将 userId 传递给服务层进行处理return "请求已接收,即将传递给服务层处理 userId: " + userId;}}
二、三层架构的高内聚
高内聚意味着每个层次内部的功能紧密相关,具有明确的职责和功能边界。
请求层只负责处理客户端发来的网络请求,业务层是负责实现业务逻辑,数据层只负责读取存储数据。
三、三层架构的低耦合
低耦合意味着各个层次之间的依赖关系尽可能地减少,相互之间的影响降到最低
。
比如服务层的serverA换成了serverB,只用更改服务层的代码,不用修改请求层的代码,这就是低耦合。spring项目通过IOC来实现低耦合性
四、IOC 容器
IOC(Inversion of Control,控制反转)容器是一种用于管理对象创建和依赖关系的工具。
解耦对象的创建和使用:在传统的软件开发中,对象的创建通常由使用它的代码直
接负责。而在 IOC 容器中,对象的创建和生命周期管理由容器负责,使用对象的
代码只需要从容器中获取所需的对象即可,大大降低了代码之间的耦合度。方便依
赖注入:IOC 容器能够自动将对象之间的依赖关系注入到需要的对象中,使得对象
之间的依赖关系更加清晰和易于管理。
在 Spring 框架里,Spring 容器属于典型的 IOC 容器。举个例子,对于一个订单服
务接口(OrderService),它存在两个实现类(serviceA 与 serviceB)。倘若没有
IOC 容器,那么 controller 类或许就得自行创建相应订单实现类的实例。然而,在
Spring IOC 容器的环境下,仅需在 controller 类中运用依赖注入(比如借助
@Autowired 注解)订单服务接口,并且在对应的实现类上添加 @Service 注解,
Spring 容器便会自动把订单服务实现类的实例注入到 controller 之中。
以下示例代码:
- 首先创建订单服务接口
OrderService
:
public interface OrderService {void processOrder();
}
- 创建两个实现类
ServiceA
和ServiceB
:
ServiceA.java
:
import org.springframework.stereotype.Service;public class ServiceA implements OrderService {@Overridepublic void processOrder() {System.out.println("ServiceA is processing the order.");}
}
ServiceB.java
:
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class ServiceB implements OrderService {@Overridepublic void processOrder() {System.out.println("ServiceB is processing the order.");}
}
- 创建
Controller
:
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
public class OrderController {@Autowiredprivate OrderService orderService;@GetMapping("/processOrder")public void handleOrder() {orderService.processOrder();}
}
在上述代码中,@Service
注解用于将 ServiceA
标记为 Spring 管理的服务类。在 OrderController
中,通过 @Autowired
注解实现了对 OrderService
的依赖注入,Spring 容器会根据具体的配置和扫描自动选择合适的实现类注入到 Controller
中。
如果订单服务实现类换成了ServiceB,只用将@Service
注解加到ServiceB上
五、IOC注意事项
-
当某个包与启动程序不在同一个包时使用
@ComponentScan
:
例子:假设项目的启动类位于com.example.main
包中,而一些自定义的组件位于DAO
包中。如果不使用@ComponentScan
指定包含自定义组件的包,Spring 容器将无法自动扫描和注册这些组件。
代码示例:
@MapperScan({"com.example.springboot","DAO"})
@EnableScheduling
@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true, exposeProxy = true)
public class MainApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(MainApplication.class, args);}}
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@Autowired
介绍及遇到多个同类型 bean 的解决方案:@Autowired
是 Spring 框架中用于自动装配(依赖注入)的注解。它会根据类型自动在 Spring 容器中查找匹配的 bean 并注入到目标对象中。在刚才那个订单服务例子中,有两个订单服务类,如果ServiceA和ServiceB都注入IOC容器内,程序运行时将会报错,因为这个两个都继承了OrderService接口他们的bean类型相同。当遇到多个同类型 bean 的情况时,可以使用以下解决方案:
@Primary
:为某个 bean 添加@Primary
注解,提高其优先级,确保在注入时优先选择该 bean。
例子:假设有两个UserRepository
的实现类UserRepositoryImpl1
和UserRepositoryImpl2
,如果希望UserRepositoryImpl1
优先被注入,可以在UserRepositoryImpl1
上添加@Primary
注解:
java @Repository @Primary public class UserRepositoryImpl1 implements UserRepository { // 实现方法 }
@Qualifier("beanName")
:在@Autowired
注解上面添加@Qualifier
注解,并指定 bean 的名称,可以精确地选择要注入的 bean。
例子:
java @Service public class UserService { @Autowired @Qualifier("userRepositoryImpl2") private UserRepository userRepository; // 其他业务方法 }
@Resource(name = '')
:这也是一种指定 bean 名称进行注入的方式,与@Qualifier
类似。
例子:
java @Service public class UserService { @Resource(name = "userRepositoryImpl2") private UserRepository userRepository; // 其他业务方法 }
总之,三层架构结合 IOC 容器和合理的依赖注入技术,能够构建出结构清晰、易于维护和扩展的软件系统。在实际开发中,我们需要根据项目的具体需求和特点,灵活运用这些技术和设计模式,以提高软件的质量和开发效率。