軟體分層架構模式

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軟體分層架構模式 - 基本分層

最近在重構六年前做的產品，雖然當時已經有做分層架構，但還是有很多該改進的地方。
有些命名越看越不順眼，重構期間順便整理一下分層架構；不管在何時回頭看自己做的東西，都覺得很多進步空間。
本篇介紹一下常見的軟體分層架構模式 (Software Layered Architecture Pattern)，以及推薦的命名方式。

分層架構簡介

基本分層

基本分層架構模式主分為：

  • 展示層 (Presentation Layer)
    • UI 互動相關的部分
  • 業務層 (Business Layer)
    • 處理業務邏輯的部分
  • 資料層 (Data Layer)
    • 處理資料存取的部分

在 Software Architecture Patterns - O’Reilly 書中 資料層 (Data Layer) 被分為 Persistence Layer 及 Database Layer，我個人比較喜歡 Microsoft Application Architecture Guide 用 Data Layer 的命名方式。畢竟資料來源不一定是資料庫，也可能是外部的 Services。

分層架構有一個很重要的特性，就是要把每一層的職責分離，不應該跨層互動，每層之間的關係只能是上下互動。
如圖：

軟體分層架構模式 - 基本分層

服務型分層

上述的三層為了做到職責分離，只能層層互動，卻缺少了一些彈性。如果要提供 API 給外部使用，就處於比較尷尬的位置；不屬於展示層，比較偏向業務層，但業務層直接打破隔離方式供人使用也怪怪的。
所以如果是服務型 (Service-Based) 的系統，會建議多出一層：

  • 服務層 (Service Layer)
    • 負責把封閉的分層開放給外部使用。

如圖：

軟體分層架構模式 - 服務型分層

命名方式

從網路上可以找到很多不同風格的命名方式，此章節只是我整理出我喜歡的命名風格，如果還沒有命名頭緒的話可以參考看看。 我大部分時間都是在開發 ASP.NET MVC/WebAPI2 所以會以 .NET 專案 為例。

Domain Project

專案相依：不應該相依於其他專案。
專案名稱：CompanyName.ProjectName.Domain

這個專案主要是用來分離各層相依關係的，內容含如下：

建議的命名範例：

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// DTO 範例
// Class 命名規則：不後綴 Entity。  
namespace CompanyName.ProjectName.Domain.Entities
{
  public class User {
    // ...
  }
}

// Enum 範例
// Class 命名規則：不後綴 Enum。 
namespace CompanyName.ProjectName.Domain.Enums
{
  public enum UserStatus {
    // ...
  }
}

Data Layer

專案相依：CompanyName.ProjectName.Domain
專案名稱：CompanyName.ProjectName.DataLayer

常見的命名有：UserDAL、UserEngine、UserManager、UserRepository 等。

DAL 全名 Data Access Layer，名稱應該是從 3-tier Architecture with ASP.NET 2.0 誕生出來的。

建議的命名Class 命名規則：名稱加上後綴 Manager。
如果有用 Repository Pattern，就在 Class 名稱加上後綴 Repository。
範例：

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// Class 命名規則：加上後綴 Manager。 
namespace CompanyName.ProjectName.DataLayer.Managers
{
  public class RedisManager : IRedisManager {
    // ...
  }
}

// Repository Pattern 範例。 
// Class 命名規則：加上後綴 Repository 
namespace CompanyName.ProjectName.DataLayer.Repositorys
{
  public class UserRepository : IUserRepository {
    // ...
  }
}

Business Layer

專案相依：CompanyName.ProjectName.Domain 及 CompanyName.ProjectName.DataLayer 專案名稱：CompanyName.ProjectName.BusinessLayer

常見的命名有：UserBLL、UserLogic 等。

BLL 全名是 Business Logic Layer，名稱出現同 DAL。

建議的命名：Class 名稱加上後綴 Logic。

網路上非常多的範例適用 BLL，尤其是 ASP.NET 的範例。
但我不推用 BLL 的原因是，Class 名稱出現連續的全大寫，看久了有點不舒服，還是比較習慣 Pascal Case。

範例：

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namespace CompanyName.ProjectName.BusinessLayer.Logics
{
  public class UserLogic : IUserLogic {
    // ...
  }
}

Service Layer

專案相依：CompanyName.ProjectName.Domain 及 CompanyName.ProjectName.BusinessLayer

API Library

由於 Service Layer 是屬於對外開放的接口，所以我並沒有特別推薦命名方式，不要太突兀就好。
可以參考許多第三方套件的 API 命名方式，例如常見的 Newtonsoft.Json：

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var json = Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(new { });

JsonConvert 就沒有特別加什麼後綴，用比較直觀式的命名方式，讓使用方容易懂就好。

Web API

專案如果是 Web API，我會直接取名為 CompanyName.ProjectName.WebService。
命名方式建議使用 RESTful 風格，用起來比較乾淨俐落，好處可以參考 Wiki。

前陣子有人問我：

如果把 Web API 符合 RESTful，是不就變成 Data Layer 了？

這兩個層級的職責是完全不一樣的：

  • Service Layer：提供資源給外部使用，負責轉手資料。
  • Data Layer：負責提供及存取 Business Layer 收送的資料。

但如果從另一個角度來看，對調用方來說，Web API 也是它的 Data Layer，把 Web API 符合 RESTful 只是為了讓調用方更容易使用。

Presentation Layer

專案相依：CompanyName.ProjectName.Domain 及 CompanyName.ProjectName.ServiceLayer (或 CompanyName.ProjectName.BusinessLayer ) 專案名稱：CompanyName.ProjectName.Website

以 Web 專案來說，這層是屬與 HTML、jQuery 或 Angular 這類的前端框架。
如果有用前端框架，命名方式就依照該框架建議的指南命名。

如果是純前端框架，其實根本不用相宜於任何專案，是以 Web API 作為相依關係。

範例架構

專案相依關係：

軟體分層架構模式 - 專案相依關係

檔案架構大致如下：

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CompanyName.ProjectName.Domain/         # Domain 專案
  Entities/
    User.cs
  Enums/
    UserStatus.cs
  Interfaces/                           # 分層隔離用到的介面
    Logics/
      IUserLogic.cs
    Managers/
      IRedisManager.cs
    Repositorys/
      IUserRepository.cs

CompanyName.ProjectName.DataLayer/      # Data Layer 專案
  Managers/
    RedisManager.cs
  Repositorys/
    UserRepository.cs

CompanyName.ProjectName.BusinessLayer/  # Business Layer 專案
  Logics/
    UserLogic.cs

CompanyName.ProjectName.WebService/     # Service Layer 專案
  Controllers/
    UserController.cs

CompanyName.ProjectName.Website/        # Angular 為例
  index.html                            # 起始頁面
  app/                                  # Angular 的主要目錄
    main.ts                             # bootstrap 的程式進入點

參考

Software Architecture Patterns - O’Reilly Media(推薦閱讀)
Chapter 5: Layered Application Guidelines - Microsoft Application Architecture Guide
Naming conventions DAL, BAL, and UI Layer
應用程式的分層設計 (1) - 入門範例

C# Software Design