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深入理解java web分层架构的高内聚低耦合

news 来源：原创 2024/9/20 0:38:10

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：
在这里插入图片描述

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。
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。
·

@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。
在这里插入图片描述

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);}}

@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 }