ASP.NET三层架构的概念及关系分析

哈尔滨铁道职业技术学院 乔 冰

选择合适的系统体系架构是一项影响整个应用系统设计的关键工作。使用三层架构可以使得系统的结构更加清楚，分工更加明确，有利于系统的分工合作和后期维护。B/S模式的三层结构是一种简单、成熟，并得到普遍应用的应用程序架构，它将应用程序结构划为分三个相对独立层，包括用户表示层、业务逻辑层和数据访问层。每一层只实现该层内相对独立的功能，而当任何一层发生变化时，只要保持层间接口关系不变，则其他各层都不会受到影响。三层结构是一种严格的分层协作，即数据访问层只能被业务逻辑层访问，业务逻辑层只能被表示层访问。用户通过表示层将请求传送给业务逻辑层，业务逻辑层完成相关业务规则和逻辑，并通过数据访问层访问数据库获得数据，然后按照相反的顺序依次返回，将数据显示在用户界面层。

在软件体系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构，微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或成为领域层）、表示层。

所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。

一、系统各层次原理

三个层次中，系统主要功能和业务逻辑都在业务逻辑层进行处理。

1.用户表示层（USL）

用户表示层也叫用户界面层，封装人机界面的所有表单和组件，是应用系统与系统用户之间的直接接口。主要用于显示由业务逻辑层动态传送过来的数据信息，结合使用相应的HTML标记和样式表定义来实现；用户录入数据信息并通过简单的校验后，经由数据接口传送给业务逻辑层下载论文。

2.业务逻辑层（BLL）

业务逻辑层主要完成对应用系统相关业务规则和逻辑的封装，在为用户表示层访问提供功能调用的同时，它又通过调用数据访问层所提供的功能来访问数据库。业务逻辑层主要根据系统设计的需要，通过构建系统的关键对象类，实现系统的大部分逻辑控制功能。

3.数据访问层（DAL）

数据访问层只能被业务逻辑层访问，并且系统只通过它访问数据库来获取数据。当数据访问层根据业务逻辑层的要求与数据库进行交互时，主要完成从数据库中提取数据库记录的查询和插入、修改与删除数据库记录的更新数据功能。众所周知，数据库访问是动态信息管理应用系统中最频繁、最消耗资源的操作，所以必须优化对数据库的访问策略，以提高系统的性能和可靠性。B/S模式的三层结构是一种严格的分层定义，它首先将应用系统复杂的开发工作划分为相对简单的小分块，然后在每一层中只实现系统相应层的功能设计，层间的交互由相邻层对应的功能模块进行调用，信息传递只由接口进行传送。业务实体组件体现的是现实生活中的业务数据，而数据访问逻辑组件则是在数据库中检索数据或把业务实体数据保存到数据库。

二、系统各层次职责

1.用户表示层（USL）

UI（User Interface）层的职责是数据的展现和采集，数据采集的结果通常以Entity object提交给BL层处理；

Service Interface侧层用于将业务或数据资源发布为服务（如WebServices）。

2.业务逻辑层（BLL）

BL（Business Logic）层的职责是按预定的业务逻辑处理UI层提交的请求。

（1）Business Function子层负责基本业务功能的实现；

（2）Business Flow子层负责将Business Functio子层提供的多个基本业务功能组织成一个完整的业务流。（Transaction只能在Business Flow子层开启）。

3.数据访问层（DAL）

ResourceAccess层的职责是提供全面的资源访问功能支持，并向上层屏蔽资源的来源。

（1）BEM（Business Entity Manager）子层采用DataAccess子层和ServiceAccess子层来提供业务需要的基础数据/资源访问能力。

（2）DataAccess子层负责从数据库中存取资源，并向BEM子层屏蔽所有的SQL语句以及数据库类型差异；DB Adaptor子层负责屏蔽数据库类型的差异；ORM子层负责提供对象－关系映射的功能；Relation子层提供ORM无法完成的基于关系（Relation）的数据访问功能。

（3）ServiceAccess子层用于以SOA的方式从外部系统获取资源。Service Entrance用于简化对Service的访问，它相当于Service的代理，客户直接使用Service Entrance就可以访问系统发布的服务。Service Entrance为特定的平台（如Java、.Net）提供强类型的接口，内部可能隐藏了复杂的参数类型转换。

（4）ConfigAccess子层用于从配置文件中获取配置object或将配置object保存倒配置文件。

三、系统各层次规则

1.系统各层次及层内部子层次之间都不得跨层调用；

2.Entity object在各个层之间传递数据；

3.需要在UI层绑定到列表的数据采用基于关系的DataSet传递，除此之外，应该使用Entity object传递数据；

4.对于每一个数据库表（Table）都有一个DB Entity class与之对应，针对每一个Entity class都会有一个BEM Class与之对应；

5.有些跨数据库或跨表的操作（如复杂的联合查询）也需要由相应的BEM Class来提供支持；

6.对于相对简单的系统，可以考虑将Business Function子层和Business Flow子层合并为一个；

7.UI层和BL层禁止出现任何SQL语句。

四、系统各层次优缺点

1.三层结构的优点

（1）提高程序的可维护性：三层架构层次分明，开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层；

（2）可以并行开发，提高了开发的速度；

（3）提高系统的安全性：可以降低层与层之间的依赖；

（4）提高系统的扩展性：三层结构最大的好处是在扩展应用系统时，改动的部分不会影响到大局，比如要给这个系统增加Oracle数据库的功能，只需要改动数据层就可以了，其他层保持不变。

2.三层结构的缺点

（1）降低了系统的性能。如果不采用分层式结构，很多业务可以直接造访数据库，以此获取相应的数据，如今却必须通过中间层来完成。

（2）有时会导致级联的修改。这种修改尤其体现在自上而下的方向。如果在表示层中需要增加一个功能，为保证其设计符合分层式结构，可能需要在相应的业务逻辑层和数据访问层中都增加相应的代码。

（3）增加了开发成本。“三层结构”开发模式，不适用于对执行速度要求过于苛刻的系统，如在线订票、在线炒股等。它比较适用于商业规则容易变化的系统。

五、ASP.NET三层架构的实现

1.数据访问层

当开始着手实现程序时，首先要做的便是设计数据库。而表示层要做的便是应用面向对象中类对象相应知识，设计相应的类和方法来实现对数据库的操作。ASP.NET数据访问层的代码都放到特定文件夹App_Code中，这样在网站初始化时，此特定文件夹中的代码会自动进行编译，便于检查出错误和提高程序应用时的效率。一般对应数据库中的表都要建立实体类，封装其变量及属性，其中变量对应数据库中字段。数据访问层建立于系统中模块相关的类，然后将系统中对应的功能在类中以方法的方式完成。用这些方法为业务逻辑层提供服务。为了更好完成对数据库的操作，可以将一些对数据库通用的操作封装成类，然后在数据访问层中进行调用，其中最有代表的是微软提供的SQLHelper类。

2.业务逻辑层

业务逻辑层为介于表示层和数据访问层之间处理逻辑关系的一层。在业务逻辑层里建立相应的数据访问层相应类实例，然后调用数据访问层的方法。由于在数据访问层类方法中已经近似完成了对应的业务逻辑层所要完成的功能，但业务逻辑层仍是不可缺少的。所有的业务上的控制，如判断数据的有效性，都逻辑层完成。有时候逻辑层只是简单的传递调用的数据访问层的方法的返回值。但是保留此层对以后进行维护有很大的帮助。如：public static int majorNameToID（string name）{return M_MajorDAL.majorNameToID（name）；}以上代码便是仅仅返回了数据访问层类的静态方法的返回值，返回了专业名对应的专业ID。

3.表示层

表示层只处理接收数据、显示数据和判断输入数据的有效性等问题。ASP.NET中表示层由数量不等的网页文件组成，这些网页各自独立，相互之间存在不同程度的关联。表示层为面向用户的部分，其好坏直接影响到用户的评价。表示层整体框架做出来后，其页面修饰便由网站美工来完成。

以上介绍了ASP.NET技术的三层结构模式。通过介绍分层规划，体现了利用ASP.NET技术编写三层结构的清晰逻辑，并有效地实现了系统中各功能层的相对独立，使系统具有更强大的灵活性、可扩展性和可维护性；而且系统分层管理使分级分布部署成为现实，可极大地提高系统的性能和安全性。

[1]谭政,邢剑宽,郑翔.软件体系结构[M].清华大学出版社.

[2]Paul Sarknas.ASP.NET电子商务高级编程[M].清华大学出版社.

[3]孙琳俊,陈松.新手学ASP.NET3.5网络开发[M].电子工业出版社.