多层架构程序 多层结构定义

今天跟同事聊到了软件设计中的三层结构，为了加深印象就在网上找了一篇文章加深一下印象：

一、三层结构的概念

　　在传统的C/S应用中，也存在着上述同样的问题，多层结构的应用正是在C/S 结构的基础上产生的，并且也扩展到了B/S应用开发领域。 即将应用划分为三层(可以有更多层，但三层最常见): 用户界面层，商业逻辑层，数据库层。

　　用户界面层负责处理用户的输入和向用户的输出，但并不负责解释其含义(出于效率的考虑，它可能在向上传输用户输入前进行合法性验证)，这一层通常用前端工具(VB，VC，ASP等)开发。

　　商业逻辑层是上下两层的纽带，它建立实际的数据库连接，根据用户的请求生成SQL语句检索或更新数据库，并把结果返回给客户端，这一层通常以动态链接库的形式存在并注册到服务器的注册簿(Registry)中，它与客户端通讯的接口符合某一特定的组件标准(如COM，CORBA)，可以用任何支持这种标准的工具开发。
　
　　数据库层负责实际的数据存储和检索。 有了这样的结构，上面的问题迎刃而解:还是以考试系统中的合格标准为例，在客户端所有需要显示合格人员名单的地方，调用这样一个函数GetQualifiedList，至于这个函数如何编写，如何与数据库打交道，以至访问的是何种数据库都与其无关(你一定有过这样的经历，在一种数据库系统上运行得很好的SQL语句，有时换到另一种数据库系统上必须加以修改); 在中间层DLL中实现这个GetQualifiedList函数，如果用户对"合格"的定义变了，只需要修改这个函数就可以了，只要此函数的入口参数和返回内容不变，在客户端不需作任何改动。在这里，我们看到了面向对象编程的特性之一封装性的优点，而这一点在开发大型应用时尤其有用--我们可以把开发人员分成两组，一组负责开发界面层，另一组负责开发商业逻辑层，双方只要按照事先商定的函数接口，并行地开发就可以，而不必向从前那样，后面的工作必须等前面的工作完成后才能开始。当然，这样的开发模式需要很好的项目协调和文档作支持。

　　你也许会问，如果我把这些函数些在一个单独的文件中，再在需要调用的地方把它包含进来，不是同样能达到目的吗? 第一，这种方法效率不高，无论你把这些函数分散到多少个文件中，当你需要调用其中一个时，总会包含进一些实际上并不需要的函数，这无疑加重了服务器的负担，对服务器性能要求较高的Web应用尤其如此。 而DLL只在需要时才调入内存且只调入需要的函数，并且多个应用程序实例可以共享同一个DLL实例；第二，设想一个员工，有20个属性(工号，姓名，年龄，性别......)，现在给定某工号，要求返回此员工所有信息。此时如果单纯用函数，只能定义20个全局变量，在函数中改变这些变量值，或者定义一个有20个传参(by reference)参数的函数。显然，第一种方法很麻烦而一旦增加一个属性后一种方法就需要更改函数接口。而在一个对象里，既包含成员方法(即函数和过程)，也包括成员属性。如果我们采用对象的方法，则在函数中只需要改变对象的属性，在函数外可以直接引用改变了的对象属性值。 这种方法有些类似第一种方法，但1.属性值无需在函数外逐一说明；2.这些属性值只属于对象，与对象无关的代码不会无意地改变属性值；3.一旦对象被释放，这些值会被一起释放。

二、如何开发三层结构的ASP应用程序

　　ASP具有良好的扩充性，我们访问数据库时，采用的时ADO对象，访问文件时，采用的是文件系统对象(FSO)，其实这时程序已经是三层结构的应用程序了，只不过由于是利用内置的对象而为意识到罢了。这些对象都遵循COM/ActiveX接口，因此我们自己开发的对象也要遵循这个接口。下面，我们就以上文提到的"合格"标准为例，演示如何创建自己的三层结构的ASP应用。

　　1、在数据库系统中建立如下数据库表:
　

Employee: EMPLID char (5) not null， 
　　　　　　　　　　　　 Name　　char (10) not null， 
　　　　　　　　　　　　 Gender char (1) not null， 
　　　　　　　　　　　　 Score　　 int not null

　　此表存储员工信息和考试成绩，为简单起见，这里只包含工号，姓名和性别三项，并且只有一门考试，EMPLID为主键。

 

　　2、建立动态链接库

　　启动VB(这里以VB为例，你可以用你喜欢的任何支持ActiveX接口的开发工具开发)，新建一工程，工程类型为ActiveX DLL。在工程中新建一个类，取名为Employee。你可以Class Builder可视化的向类中填加属性和方法，也可以直接手工编辑。首先填加EMPLID属性如下：

Private msEMPLID as string 
　　Property Let EMPLID(sEMPLID as string) 
　　 msEMPLID=sEMPLID 
　　End Property 
　　Property Get EMPLID() as string 
　　 EMPLID=msEMPLID 
　　End Property

　　一般地讲，每一个属性都应该有Property Let和Property Get两个方法，它们分别当向属性赋值和读取属性值时被调用。如果某个属性只被赋值而从不被读取(这种情况多发生在对应数据库表的主键的属性上)，则Property Get方法可以省略。Property Let方法不能省略。你可以仿照上面的程序再建立Name，Gender和Score三个属性。然后创建如下方法:

　

Public Sub Create(EMPLID as string) 
　　dim conn as new Connection 
　　dim rs as new Recordset 
　　dim sql as string 
　　'Suppose that you create a DSN in the control panel, the connectionstring property 
　　'can also be dsn-less string 
　　conn.ConnectionString="dsn=dsnname;uid=username;password=pwd" 
　　conn.open 
　　sql="select * from Employee where EMPLID='" & EMPLID & "'" 
　　with rs 
　　 .open sql,conn,1,3 
　　 if .eof and .bof then 
　　　　 exit sub 
　　 else 
　　　　 msEMPLID=trim(.Fields("EMPLID")) 
　　　　 msName=trim(.Fields("Name")) 
　　　　 msGender=trim(.Fields("Gender")) 
　　　　 msScore=.Fields("Score") 
　　 end if 
　　 .close 
　　end with 
　　set rs=nothing 
　　conn.close 
　　set conn=nothing 
　　End Sub

　　这里根据EMPLID创建Employee对象，注意数据库中的值是赋给三个私有变量，而不是直接赋值给属性，如果你单步调试就会发现，给msEMPLID赋值会调用Property Let EMPLID，也就是给属性赋值。

　　下面我们再创建一个类Employees，并填加如下方法:

　

private colQualifiedList as new Collection 
　　private mnCurrentIndex as integer 
　　Public Sub GetQualifiedList() 
　　dim conn as new Connection 
　　dim rs as new Recordset 
　　dim sql as string 
　　'Suppose that you create a DSN in the control panel, the connectionstring property 
　　'can also be dsn-less string 
　　conn.ConnectionString="dsn=dsnname;uid=username;password=pwd" 
　　conn.open 
　　sql="select EMPLID from Employee where Score＞=60 order by Score desc" 
　　with rs 
　　 .open sql,conn,1,3 
　　 if .eof and .bof then 
　　　　 exit sub 
　　 else 
　　　　 do while not .eof 
　　　　　　 dim oEmployee as new Employee 
　　　　　　 oEmployee.Create trim(.Fields("EMPLID")) 
　　　　　　 colQualifiedList.Add oEmployee 
　　　　　　 set oEmployee=nothing 
　　　　 loop 
　　 end if 
　　 .close 
　　end with 
　　set rs=nothing 
　　conn.close 
　　set conn=nothing 
　　End Sub

　　首先请注意VB中创建类实例的语法dim oEmployee as new Employee，后面会看到，在ASP中创建类实例的语法是不同的。这个方法检索成绩大于等于60的员工工号，并据此创建一个Employee对象，再将此对象加入私有的集合对象中。下面两个函数遍历集合中的元素:

Public Function GetFirst() as Employee 
　　 if colQualifiedList.count＞0 then 
　　　 mnCurrentIndex=1 
　　　　 set GetFirst=colQualifiedList.Item(1) 
　　 else 
　　　　 set GetFirst=nothing 
　　 end if 
　　End Function 
　　Public Function GetNext() as Employee 
　　 mnCurrentIndex=mnCurrentIndex+1 
　　 if mnCurrentIndex＞colQualifiedList.count then 
　　　　 set GetNext=nothing 
　　 else 
　　　　 set GetNext=colQualifiedList.Item(mnCurrentIndex) 
　　 End if 
　　End Function

　　也许你会说，为何不把集合声明Public，这样在ASP中不是可以直接引用吗？确实，这样也行得通，编程实现起来也更简单些，但是，这样做破坏了封装性原则。因为数据以何格式存储完全是商业逻辑层的事，与用户界面层无关，假设有一天你因为每种原因放弃了用集合来存储数据的设计，而改用数组或记录集(Recordset)来存储，那你只需要修改GetFirst和GetNext两个函数，用户界面层完全无需修改。
至此类文件创建完毕，将工程文件存为 test.vbp，选File菜单下的Make test.dll选项将其编译。

　　3、注册动态链接库

　　启动Web Server 上的Microsoft Transaction Server (Start--Windows NT Optionpack4--Internet Information Server--Internet Service Manager)，展开Microsoft Transaction Server--Computer--My Computer--Package Installed，点鼠标右键选New--Package--Create Empty Package，输入包名Test(这里Test是任选的名字，不一定要与DLL同名)，OK-Interactive User-the current Logon user--Finish。双击Test--Component，右键选Component-New-Component-Install New component(s)-- Add File，选择你刚编译好的DLL文件，MTS会发现DLL中有两个类Employee和Employees。至此DLL注册完毕。

　　4、编写ASP程序

＜HTML＞＜Body＞ 
　　＜p＞Qualified Employee List＜/p＞ 
　　＜table border=1 cellspacing=0 cellpadding=0＞ 
　　＜tr＞ 
　　 ＜td＞Employee ID＜/td＞ 
　　 ＜td＞Name＜/td＞ 
　　 ＜td＞Gender＜/td＞ 
　　 ＜td＞Score＜/td＞ 
　　＜/tr＞ 
　　＜% 
　　 set oEmployees=server.createobject("Test.Employees") 
　　 oEmployees.GetQualifiedList 
　　 set oEmployee=oEmployees.GetFirst() 
　　 do while not oEmployee is nothing 
　　%＞ 
　　＜tr＞ 
　　 ＜td＞＜%=oEmployee.EMPLID%＞＜/td＞ 
　　 ＜td＞＜%=oEmployee.Name%＞＜/td＞ 
　　 ＜td＞＜%=oEmployee.Gender%＞＜/td＞ 
　　 ＜td＞＜%=oEmployee.Score%＞＜/td＞ 
　　＜/tr＞ 
　　＜% 
　　　　 set oEmployee=oEmployees.GetNext() 
　　 loop 
　　%＞ 
　　＜/table＞ 
　　＜/body＞＜/html＞

　　注意在ASP中创建类实例的语法set oEmployees=server.createobject("Test.Employees")，其中Test是DLL的名字，Employees是类的名字; 当然，如果一个函数的返回值是一个对象，类似set oEmployee=oEmployees.GetFirst()这样的语法也是可以的。

　　至此，一个完整的三层结构的应用程序已经完成了，让我们看以下，如果把"合格"的定义改为:只有成绩进入前100名才算合格，程序需要做那些修改。事实上，如果你的数据库系统是SQL Server，你只需把SQL语句改为: sql="select top 100 EMPLID from Employee order by Score desc" 就已经可以了，即使为了跨数据库系统的兼容性，我们也只需要对GetQualifiedList做如下修改：

　

sql="select EMPLID from Employee order by Score desc" 
　　with rs 
　　 .open sql，conn，1，3 
　　 if .eof and .bof then 
　　　　 exit sub 
　　 else 
　　　　 i=1 
　　　　 do while (not .eof) and (i＜=100) 
　　　　　　 dim oEmployee as new Employee 
　　　　　　 oEmployee.Create trim(.Fields("EMPLID")) 
　　　　　　 colQualifiedList.Add oEmployee 
　　　　　　 set oEmployee=nothing 
　　　　　　 i=i+1 
　　　　 loop 
　　 end if 
　　 .close 
　　end with 
　　...

　　
　　然后把DLL重新编译，注册就可以了，ASP程序完全不必修改。

三、一些说明和注意事项

　　1、 由于这个例子比较简单，在Employee类中可以没有Create方法，而在Employees类中将员工的所有信息(工号，姓名，性别，成绩)都读出来并将其赋给Employee对象对应的属性。但在实际应用中，当Employee对象的属性增多，或表的数量增多，表之间关系变复杂时，还是本文所示的方法更有效，代码重用的机会更大。

　　2、当DLL被修改后，在MTS中只能将其删除后重新注册，因为每次重新编译后在注册表中对象的ID值都将重新生成。

　　3、从ASP中调用带参数的类方法和函数时，所有的变量参数一定要用相应的类型转换函数转换后再传入，否则会引起类型不匹配错误，因为VBScript中只有Variant类型，它不能自动转换成其它类型。例如，有如下的函数定义:

Public Function Fun1(p1 as string，p2 as integer) as integer 
　　End Function 
　　在ASP程序中应如下调用: 
　　＜% 
　　 p1=obj.property1 ' Property1 is a string property 
　　 p2=obj.property2 'Property2 is an integer property 
　　 a=obj.Fun1(cstr(p1)，cint(p2)) 
　　 a=obj.Fun1("aaa"，10) ' constant parameter need not be changed 
　　%＞ 

　　而下面的两种写法是错误的: 

　　＜% 
　　 p1=obj.property1 ' Property1 is a string property 
　　 p2=obj.property2 'Property2 is an integer property 
　　 a=obj.Fun1(p1，p2) ' incorrect，p1 and p2 are variant variables 
　　 p1=cstr(p1) 
　　 p2=cint(p2) 
　　 a=obj.Fun1(p1，p2) ' still incorrect 
　　%＞

　　这里第二种写法仍然是错误的，即使经过了类型转换，p1和p2仍然是Variant变量。在VBScript中，数据类型和类型转换函数只在表达式运算中起作用，变量只有Variant一种类型。

　　结束语

　　以上对多层结构的理论和实践进行了一番探讨，希望能对您的开发有所帮助。这里还有一个问题，即类和类的成员该如何设计。这既涉及面向对象编程的理论，也需要一定的实践经验。请参考相关的OOP理论书籍并在实践中不断总结，相信您一定能设计出自己的完美的多层结构的应用程序。