「java场景系统架构」java设计模式及应用场景
今天给各位分享java场景系统架构的知识,其中也会对java设计模式及应用场景进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
本文目录一览:
java架构有哪些
Java架构:
软件架构作为一个概念,体现在技术和业务两个方面。
从技术角度来说:软件架构随着技术的革新不断地更新其内容,软件架构建立于当前技术和一些基本原则的基础之上。
先说一些基本原则:
分层原则:分层是为了降低软件深度复杂性而使用的关键思想,就像社会有了阶级一样,软件有了层次结构。
模块化原则:模块化是化解软件广度复杂的必然手段,模块化的目的就是让软件分工。
接口实现分离原则随着软件模块化的不断深入改进,面向接口编程而不是面向实现编程可以让复杂度日趋增高的软件降低模块之间的耦合度,从而让各模块更轻松改进。从这个原则出发,软件也从微观进行了细致的规范化。
还有两个比较小但很重要的原则:
细节隐藏原则很显然把复杂问题简化,把难看的细节隐去,能让软件结构更清晰。其实这个原则使用很普遍,java/c++语言中的封装原则以及设计模式中的Facade(外观)模式就很能体现这个原则的精神。
依赖倒置原则随着软件结构的进一步发展,层与层之间、模块与模块之间的依赖逐渐加深,而层、模块的动态可插拔要求不端增大。依赖倒置原则可看视为接口实现分离原则的深化,根据此原则的精神,软件进入了工具时代。这个原则有点类似于知名的好莱坞法则:Don't call us, we'll call you。
以上这些原则奠定了我们的软件架构的价值指标。但软件架构毕竟是建立在当前技术之上的。而每一代技术都有架构模式。过去的不再说了,让我们现在就来看一下当前流行的技术,以及当前我们能采用的架构。
因为面向对象是当前最流行开发技术,且设计模式的大量使用使面向对象的走向成熟,而数据库是当前最有效的存储结构、web界面是当前最流行的用户接口,所以当前最典型的三层次架构就架构在以上几项技术的基础之上,用数据库作存储层、用面向对象来实现业务层、用web来作为用户接口层。我们从三层次架构谈起:
因为面向对象技术和数据库技术不适配,所以在标准三层次架构的基础上,我们增加了数据持久层,来管理O-R双向映射,但目前一直没有最理想的实现技术。cmp和entity bean技术因为其实现复杂,功能前景有限,已接近被淘汰的边缘。JDO及hibernate作为o-r映射的后期之秀,尤其是hibernate,功能相当完备。推荐作为持久层的首选
在业务层,因为当前业务日趋负载,且变动频繁,所以我们必须有足够敏捷的技术来保证我们的适应变化的能力,在标准j2ee系统中session bean负责业务处理,且有不错的性能表现,但采用ejb系统对业务架构模式改变太大,且其复杂而昂贵,业务代码移植性差。而spring 作为一个bean配置的轻量级架构,漂亮的IOC模式实现,对业务架构影响小,所以推荐作为中间层业务框架。
在用户结构层,虽然servlet/jsp/jstl/javaBean 能够实现MVC架构,但终究过于粗糙。struts对MVC架构的实现就比较完美,Taperstry也极好地实现MVC架构,且采用基于事件的方式,非常诱人,惜其不够成熟,我们仍旧推荐struts作为用户接口层基础架构。
因为业务层是三层次架构中最有决定意义的,所以让我们回到业务层细致地分析一下,在复杂的业务我们常常需要以下基础服务的一种或几种:事务一致性服务acid(tool:jta/jts)、并发加锁服务concurrentlock、池化管理服务cache、访问控制服务(tool:jaas)、流程控制服务workflow、动态实现服务IOC,串行化消息服务(tool:jms)、负载平衡服务blance等。如果我们不采用重量级应用服务器(如weblogic,websphere,jboss等)及重量级组件(EJB),我们必须自己实现其中一些服务。虽然我们大多情况下,不需要所有这些服务,但实现起来却非易事。幸运的是我们有大量的开源实现代码,但采用开源代码却常常是件不轻松的事。
随着xml作为结构化信息传输和存储地位日渐重要,一些xml文档操作工具(DOM,Digester,SAX等)的使用愈发重要,而随着xml schema的java binding工具(jaxb,xmlbean等)工具的成熟,采用xml schema来设计xml文档格式,然后采用java binding来生成java bean 会成为主要编程模式,而这又进一步使数据中心向xml转移,使在中小数据量上,愈发倾向于以xquery为查询语言的xml数据库。最近还有一个趋势,microsoft,ibm等纷纷大量开发中间软件如(microsoft office之infopath),可以直接从xml schema 生成 录入页面等非常实用的功能。还有web service 的广泛应用,都将对软件的架构有非常重大的影响。至于面向服务架构(SOA)前景如何,三层次架构什么时候走入历史,现在还很难定论。
aop的发展也会对软件架构有很深的影响,但在面向对象架构里,无论aspectJ还是jboss-aop抑是aspectWerks、nanning都有其自身的严重问题:维护性很差,所以说它将很难走远。也许作为一个很好的思想,它将在web service里大展身手。
rdf,owl作为w3c语义模型的标志性的语言,也很难想象能在当前业务架构发挥太大影响。但如果真如它所声称那样,广泛地改变着信息的结构。那么对软件架构也会有深远影响。
有关架构设计的一些忠告:
尽量建立完整的持久对象层.可获得高回报
尽量将各功能分层,分块,每一模块均依赖假定的其它模块的外观
不能依赖静态数据来实现IOC模式,应该依赖数据特征接口,静态数据仅是数据特征接口实现方式之一
架构设计时xml是支持而不是依赖.但可以提供单一的xml版本的实现
从业务角度说:软件架构应是深刻体现业务内部规则的业务架构,但因为业务变化频纴,所以软件架构很难保持恒定不变,但业务的频繁变化不应是软件架构大规模频繁变化的原因,软件架构应是基于变化的架构。
一种业务有其在一段时间内稳定存在的理由(暂且不谈),业务内部有许多用例,每一种用例都有固定的规则,每一规则都有一些可供判定的项,每一项从某一维度来观察都是可测量的,我们的架构首先必须保证完美适应每一项每一种测量方式,很多失败的架构都是因为很多项的测量方式都发生变更这种微观变化中。
每个用例都有规则,我们在作业务用例分析,常常假定一些规则是先验的,持久稳定的,然而后来的业务改变常常又证明这种看法是错误的,然而常常我们的架构已经为之付出了不可挽回的代价。大量事实证明:规则的变化常常用例变化的根本原因。所以我们的架构要尽可能适应规则的变化,尽可能建立规则模版。
每个用例都关系着不同的角色。每一个用例的产生都必然是因为角色的变更(注意:不是替换,而是增强或减弱),所以注意角色的各种可能情况,对架构的设计有举足轻重的意义。在我们当前的三层架构里,角色完美地对应接口概念。
在一个系统里很多用例都相互关联,考虑到每个用例均有可能有不同的特例,所以在架构设计中,尽量采用依赖倒置原则。如架构许可可采用消息通信模式(JMS)。这样可降低耦合度。
现在我们谈一下业务稳定存在理由对业务的影响。存在即是合理,在这里当然是正确的。业务因人而存在,所以问业务存在的理由即是问不同角色的需要这项业务的理由以及喜欢不喜欢当前业务用例的理由,所有这样的角色都应该在系统里预留。《待续》
在架构设计中有几个原则可以考虑:
用例尽量细分
用例尽量抽象
角色尽量独立
项测量独立原则
追求简单性
这里未提供相关的例子,例子会在以后的更新时提供。
业务和模式之间的关系
业务中的一些用例之间的关系常常和一些常规的模式很相似。但随着时间的演化,慢慢地和先前的模式有了分歧。这是个正常的现象。但这对系统架构却要求非常高,要求系统架构能适应一些模式的更替。在这里我们尽可能早地注意到用例之间的相互角色变化,为架构更新做好准备.
java分布式架构有哪些技术
既然是分布式系统,系统间通信的技术就不可避免的要掌握。
首先,我们必须掌握一些基本知识,例如网络通信协议(例如TCP / UDP等),网络IO(Blocking-IO,NonBlocking-IO,Asyn-IO),网卡(多队列等)。 了解有关连接重用,序列化/反序列化,RPC,负载平衡等的信息。
在学习了这些基本知识之后,您基本上可以在分布式系统中编写一个简单的通信模块,但这实际上还远远不够。 现在,您已经进入了分布式字段,您已经对规模有很多要求。 这意味着需要一种通信程序,该程序可以支持大量连接,高并发性和低资源消耗。
大量的连接通常会有两种方式:
大量client连一个server
当前在NonBlocking-IO非常成熟的情况下,支持大量客户端的服务器并不难编写,但是在大规模且通常是长连接的情况下,有一点需要特别注意 ,即服务器挂起时不可能所有客户端都在某个时间点启动重新连接。 那基本上是一场灾难。 我见过一些没有经验的类似案例。 客户端规模扩大后,服务器基本上会在重新启动后立即刷新。 大量传入连接中断(当然,服务器的积压队列首先应设置为稍大一些)。 可以使用的通常方法是在客户端重新连接之前睡眠一段随机的时间。 另外,重连间隔采用避让算法。
一个client连大量的server
有些场景也会出现需要连大量server的现象,在这种情况下,同样要注意的也是不要并发同时去建所有的连接,而是在能力范围内分批去建。
除了建连接外,另外还要注意的地方是并发发送请求也同样,一定要做好限流,否则很容易会因为一些点慢导致内存爆掉。
这些问题在技术风险上得考虑进去,并在设计和代码实现上体现,否则一旦随着规模上去了,问题一时半会还真不太好解。
高并发这个点需要掌握CAS、常见的lock-free算法、读写锁、线程相关知识(例如线程交互、线程池)等,通信层面的高并发在NonBlocking-IO的情况下,最重要的是要注意在整体设计和代码实现上尽量减少对io线程池的时间占用。
低资源消耗这点的话NonBlocking-IO本身基本已经做到。
伸缩性
分布式系统基本上意味着规模不小。 对于此类系统,在设计时必须考虑可伸缩性。 在体系结构图上绘制的任何点,如果请求量或数据量继续增加,该怎么办? 通过添加机器来解决。 当然,此过程不需要考虑无限的情况。 如果您有经验的建筑师,从相对较小的规模到非常大型的范围,那么优势显然并不小,而且它们也将越来越稀缺。 。
横向可扩展性(Scale Out)是指通过增加服务器数量来提高群集的整体性能。 垂直可伸缩性(Scale Up)是指提高每台服务器的性能以提高集群的整体性能。 纵向可扩展性的上限非常明显,而分布式系统则强调水平可伸缩性。
分布式系统应用服务最好做成无状态的
应用服务的状态是指运行时程序因为处理服务请求而存在内存的数据。分布式应用服务最好是设计成无状态。因为如果应用程序是有状态的,那么一旦服务器宕机就会使得应用服务程序受影响而挂掉,那存在内存的数据也就丢失了,这显然不是高可靠的服务。把应用服务设计成无状态的,让程序把需要保存的数据都保存在专门的存储上(eg. 数据库),这样应用服务程序可以任意重启而不丢失数据,方便分布式系统在服务器宕机后恢复应用服务。
伸缩性的问题围绕着以下两种场景在解决:
无状态场景
对于无状态场景,要实现随量增长而加机器支撑会比较简单,这种情况下只用解决节点发现的问题,通常只要基于负载均衡就可以搞定,硬件或软件方式都有;
无状态场景通常会把很多状态放在db,当量到一定阶段后会需要引入服务化,去缓解对db连接数太多的情况。
有状态场景
所谓状态其实就是数据,通常采用Sharding来实现伸缩性,Sharding有多种的实现方式,常见的有这么一些:
2.1 规则Sharding
基于一定规则把状态数据进行Sharding,例如分库分表很多时候采用的就是这样的,这种方式支持了伸缩性,但通常也带来了很复杂的管理、状态数据搬迁,甚至业务功能很难实现的问题,例如全局join,跨表事务等。
2.2 一致性Hash
一致性Hash方案会使得加机器代价更低一些,另外就是压力可以更为均衡,例如分布式cache经常采用,和规则Sharding带来的问题基本一样。
2.3 Auto Sharding
Auto Sharding的好处是基本上不用管数据搬迁,而且随着量上涨加机器就OK,但通常Auto Sharding的情况下对如何使用会有比较高的要求,而这个通常也就会造成一些限制,这种方案例如HBase。
2.4 Copy
Copy这种常见于读远多于写的情况,实现起来又会有最终一致的方案和全局一致的方案,最终一致的多数可通过消息机制等,全局一致的例如zookeeper/etcd之类的,既要全局一致又要做到很高的写支撑能力就很难实现了。
即使发展到今天,Sharding方式下的伸缩性问题仍然是很大的挑战,非常不好做。
上面所写的基本都还只是解决的方向,到细节点基本就很容易判断是一个解决过多大规模场景问题的架构师,:)
稳定性
作为分布式系统,必须要考虑清楚整个系统中任何一个点挂掉应该怎么处理(到了一定机器规模,每天挂掉一些机器很正常),同样主要还是分成了无状态和有状态:
无状态场景
对于无状态场景,通常好办,只用节点发现的机制上具备心跳等检测机制就OK,经验上来说无非就是纯粹靠4层的检测对业务不太够,通常得做成7层的,当然,做成7层的就得处理好规模大了后的问题。
有状态场景
对于有状态场景,就比较麻烦了,对数据一致性要求不高的还OK,主备类型的方案基本也可以用,当然,主备方案要做的很好也非常不容易,有各种各样的方案,对于主备方案又觉得不太爽的情况下,例如HBase这样的,就意味着挂掉一台,另外一台接管的话是需要一定时间的,这个对可用性还是有一定影响的;
全局一致类型的场景中,如果一台挂了,就通常意味着得有选举机制来决定其他机器哪台成为主,常见的例如基于paxos的实现。
可维护性
维护性是很容易被遗漏的部分,但对分布式系统来说其实是很重要的部分,例如整个系统环境应该怎么搭建,部署,配套的维护工具、监控点、报警点、问题定位、问题处理策略等等。
Java的技术架构有哪些
服务分离
随着系统的的上线,用户量也会逐步上升,很明显一台服务器已经满足不了系统的负载,这时候,我们就要在服务器还没有超载的时候,提前做好准备。
由于我们是单体架构,优化架构在短时间内是不现实的,增加机器是一个不错的选择。这时候,我们可能要把应用和数据库服务单独部署,如果有条件也可以把文件服务器单独部署。
反向代理
为了提升服务处理能力,我们在Tomcat容器前加一个代理服务器,我一般使用Nginx,当然你如果更熟悉apache也未尝不可。
用户的请求发送给反向代理,然后反向代理把请求转发到后端的服务器。
严格意义上来说,Nginx是属于web服务器,一般处理静态html、css、js请求,而Tomcat属于web容器,专门处理JSP请求,当然Tomcat也是支持html的,只是效果没Nginx好而已。
反向代理的优势,如下:
隐藏真实后端服务
负载均衡集群
高可用集群
缓存静态内容实现动静分离
安全限流
静态文件压缩
解决多个服务跨域问题
合并静态请求(HTTP/2.0后已经被弱化)
防火墙
SSL以及http2
动静分离
基于以上Nginx反向代理,我们还可以实现动静分离,静态请求如html、css、js等请求交给Nginx处理,动态请求分发给后端Tomcat处理。
Nginx 升级到1.9.5+可以开启HTTP/2.0时代,加速网站访问。
当然,如果公司不差钱,CDN也是一个不错的选择。
服务拆分
在这分布式微服务已经普遍流行的年代,其实我们没必要踩过多的坑,就很容易进行拆分。市面上已经有相对比较成熟的技术,比如阿里开源的Dubbo(官方明确表示已经开始维护了),spring家族的spring cloud,当然具体如何去实施,无论是技术还是业务方面都要有很好的把控。
Dubbo
SpringCloud
服务发现——Netflix Eureka
客服端负载均衡——Netflix Ribbon
断路器——Netflix Hystrix
服务网关——Netflix Zuul
分布式配置——Spring Cloud Config
微服务与轻量级通信
同步通信和异步通信
远程调用RPC
REST
消息队列
持续集成部署
服务拆分以后,随着而来的就是持续集成部署,你可能会用到以下工具。
Docker、Jenkins、Git、Maven
图片源于网络,基本拓扑结构如下所示:
整个持续集成平台架构演进到如下图所示:
服务集群
Linux集群主要分成三大类( 高可用集群, 负载均衡集群,科学计算集群)。其实,我们最常见的也是生产中最常接触到的就是负载均衡集群。
负载均衡实现
DNS负载均衡,一般域名注册商的dns服务器不支持,但博主用的阿里云解析已经支持
四层负载均衡(F5、LVS),工作在TCP协议下
七层负载均衡(Nginx、haproxy),工作在Http协议下
分布式session
大家都知道,服务一般分为有状态和无状态,而分布式sessoion就是针对有状态的服务。
分布式Session的几种实现方式
基于数据库的Session共享
基于resin/tomcat web容器本身的session复制机制
基于oscache/Redis/memcached 进行 session 共享。
基于cookie 进行session共享
分布式Session的几种管理方式
Session Replication 方式管理 (即session复制)
简介:将一台机器上的Session数据广播复制到集群中其余机器上
使用场景:机器较少,网络流量较小
优点:实现简单、配置较少、当网络中有机器Down掉时不影响用户访问
缺点:广播式复制到其余机器有一定廷时,带来一定网络开销
Session Sticky 方式管理
简介:即粘性Session、当用户访问集群中某台机器后,强制指定后续所有请求均落到此机器上
使用场景:机器数适中、对稳定性要求不是非常苛刻
优点:实现简单、配置方便、没有额外网络开销
缺点:网络中有机器Down掉时、用户Session会丢失、容易造成单点故障
缓存集中式管理
简介:将Session存入分布式缓存集群中的某台机器上,当用户访问不同节点时先从缓存中拿Session信息
使用场景:集群中机器数多、网络环境复杂
优点:可靠性好
缺点:实现复杂、稳定性依赖于缓存的稳定性、Session信息放入缓存时要有合理的策略写入
北大青鸟java培训:软件架构中的分层都有哪些类型?
关于系统架构和软件分层的概念我们在前几期的文章中曾经介绍过多次了。
今天,山东java课程就来详细了解一下,软件架构中的分层都有哪些类型。
希望大家通过对本文的阅读,能够对软件架构领域有更多的了解和认识。
经典的三层架构:1.基础层:dao,帮助类,IO读写,资源加载等一些基础设施,他们作为整个系统基础的模块可以组合成业务层和服务层2.业务层和服务层:典型的就是service,这里承载更多的是业务的实现,资源的组合调度,事务实现,等等,这里是整个系统核心的地方,下面整合底层dao以及事务,根据业务和场景灵活的把业务逻辑使用底层的基础单元拼接组合起来,上面为表现层提供具体的业务处理逻辑3.表现层:接受外部的请求,并把调用对应的service操作具体业务,把终结果反馈给调用者或是用户四层架构,在基础层基础之上还可以在分出一层:领域层,基础层还是提供基本的数据操作和IO与网络操作,不过领域层对基础层再来一次封装和整合,目的也是方便整合底层资源方便service层调用,简化业务层和基础层的复杂依赖静态业务对象:ViewObject:VO界面展示用到的数据对象DomainObject:DO领域层对象,一般可以简约的理解为javabean对象,从业务中抽取的基本模型类BussinessObject:BO业务对象一般也在service业务层,如果DO不能完全表达,可以使用BO获取更多信息的表达,并且还可以封装重用DO中的实体信息PersistantObject:PO持久存储对象,一般作用于dao层,和数据库实体对应DataTransferObject:DTO数据传递对象,用于封装参数,数据中转会,重构过程方法列表会用到动态处理对象:Controller控制器,Manager管理类,Service服务类,Repository,DAO数据源,Client客户端,Dispather转发器,Handler处理器,Interceptor拦截器Helper,Utils帮助类动态的配置文件与属性:一些经常用到的开关和阈值一定要写在配置文件中,或有配置中心可以下发,不要在程序中写死,而且要有对相应的刷新机制api接口,调用后强制刷新配置参数常用的比如:活动的开始结束日期业务中的大值,限制值等阈值外界的URI:文件上传地址,静态资源位置,等等.....等等一切可以借鉴Ioc理念抽取出来的配置变量
java 系统架构
开始的架构设计也是最难的,需要调研同类产品的情况以及技术特征,了解当前世界上对这种产品所能提供的理论支持和技术平台支持,再结合自己项目的特点(需要透彻的系统分析),才能逐步形成自己项目的架构蓝图。
比如要开发网站引擎系统,就从Yahoo的个人主页生成工具 到虚拟主机商提供的网站自动生成系统,以及IBM Webphere Portal的特点和局限 从而从架构设计角度定立自己产品的位置。
好的设计肯定需要经过反复修改,从简单到复杂的循环测试是保证设计正确的一个好办法。
由于在开始选择了正确的方向,后来项目的实现过程也验证了这种选择,但在一些架构设计的细部方面,还需要对方案进行修改,属于那种螺旋上升的方式,显然这是通过测试第一的思想和XP工程方法来实现的。
如果我们开始的架构设计在技术平台定位具有一定的世界先进水平,那么,项目开发实际有一半相当于做实验,是研发,存在相当的技术风险。
因此,一开始我们不可能将每个需求都实现,而是采取一种简单完成架构流程的办法,使用最简单的需求将整个架构都简单的完成一遍(加入人工干 预),以检验各个技术环节是否能协调配合工作(非常优秀先进的两种技术有时无法在一起工作),同时也可以探知技术的深浅,掌握项目中的技术难易点。这个过 程完成后,我们就对设计方案做出上面的重大修改,丰富完善了设计方案。
设计模式是支撑架构的重要组件
架构设计也类似一种工作流,它是动态的,这点不象建筑设计那样,一开始就能完全确定,架构设计伴随着整个项目的进行过程之中,有两种具体操作保证架构设计的正确完成,那就是设计模式(静态)和工程项目方法(RUP或XP 动态的)。
设计模式是支撑架构的一种重要组件,这与建筑有很相象的地方,一个建筑物建立设计需要建筑架构设计,在具体施工中,有很多建筑方面的规则和模式。
我们从J2EE蓝图模式分类中就可以很清楚的看到J2EE这样一个框架软件的架构与设计模式的关系。
架构设计是骨架,设计模式就是肉
这样,一个比较丰富的设计方案可以交由程序员进一步完成了,载辅助以适当的工程方法,这样就可保证项目的架构设计能正确快速的完成。
时刻牢记架构设计的目标
由于架构设计是在动态中完成的,因此在把握架构设计的目标上就很重要,因此在整个项目过程中,甚至每一步我们都必须牢记我们架构设计的总体目标,可以概括下面几点:
1. 最大化的重用:这个重用包括组件重用 和设计模式使用等多个方面。
比如,我们项目中有用户注册和用户权限系统验证,这其实是个通用课题,每个项目只是有其内容和一些细微的差别,如果我们之前有这方面成功研发经 验,可以直接重用,如果没有,那么我们就要进行这个子项目的研发,在研发过程中,不能仅仅看到这个项目的需求,也要以架构的概念去完成这个可以称为组件的 子项目。
2. 尽可能的简单明了:我们解决问题的总方向是将复杂问题简单化,其实这也是中间件或多层体系技术的根本目标。但是在具体实施设计过程中,我们可能会将简单问题复杂化,特别是设计模式的运用上很容易范这个错误,因此如何尽可能的做到设计的简单明了是不容易的。
我认为落实到每个类的具体实现上要真正能体现系统事物的本质特征,因为事物的本质特征只有一个,你的代码越接近它,表示你的设计就是简单明了, 越简单明了,你的系统就越可靠。更多情况是,一个类并不能反应事物本质,需要多个类的组合协调,那么能够正确使用合适的设计模式就称为重中之重。
我们看一个具备好的架构设计的系统代码时,基本看到的都是设计模式,宠物店(pet store)就是这样的例子。或者可以这样说,一个好的架构设计基本是由简单明了的多个设计模式完成的。
3. 最灵活的拓展性:架构设计要具备灵活性 拓展性,这样,用户可以在你的架构上进行二次开发或更加具体的开发。
要具备灵活的拓展性,就要站在理论的高度去进行架构设计,比如现在工作流概念逐步流行,因为我们具体很多实践项目中都有工作流的影子,工作流中有一个树形结构权限设定的概念就对很多领域比较通用。
树形结构是组织信息的基本形式,我们现在看到的网站或者ERP前台都是以树形菜单来组织功能的,那么我们在进行架构设计时,就可以将树形结构和 功能分开设计,他们之间联系可以通过树形结构的节点link在一起,就象我们可以在圣诞树的树枝上挂各种小礼品一样,这些小礼品就是我们要实现的各种功 能。
有了这个概念,通常比较难实现的用户级别权限控制也有了思路,将具体用户或组也是和树形结构的节点link在一起,这样就间接实现了用户对相应功能的权限控制,有了这样的基本设计方案的架构无疑具备很灵活的拓展性。
Java架构设计
软件架构作为一个概念,体现在技术和业务两个方面。
从技术角度来说:软件架构随着技术的革新不断地更新其内容,软件架构建立于当前技术和一些基本原则的基础之上。
先说一些基本原则:
分层原则:分层是为了降低软件深度复杂性而使用的关键思想,就像社会有了阶级一样,软件有了层次结构。
模块化原则:模块化是化解软件广度复杂的必然手段,模块化的目的就是让软件分工。
接口实现分离原则随着软件模块化的不断深入改进,面向接口编程而不是面向实现编程可以让复杂度日趋增高的软件降低模块之间的耦合度,从而让各模块更轻松改进。从这个原则出发,软件也从微观进行了细致的规范化。
还有两个比较小但很重要的原则:
细节隐藏原则很显然把复杂问题简化,把难看的细节隐去,能让软件结构更清晰。其实这个原则使用很普遍,java/c++语言中的封装原则以及设计模式中的Facade(外观)模式就很能体现这个原则的精神。
依赖倒置原则随着软件结构的进一步发展,层与层之间、模块与模块之间的依赖逐渐加深,而层、模块的动态可插拔要求不端增大。依赖倒置原则可看视 为接口实现分离原则的深化,根据此原则的精神,软件进入了工具时代。这个原则有点类似于知名的好莱坞法则:Don't call us, we'll call you。
以上这些原则奠定了我们的软件架构的价值指标。但软件架构毕竟是建立在当前技术之上的。而每一代技术都有架构模式。过去的不再说了,让我们现在就来看一下当前流行的技术,以及当前我们能采用的架构。
因为面向对象是当前最流行开发技术,且设计模式的大量使用使面向对象的走向成熟,而数据库是当前最有效的存储结构、web界面是当前最流行的用 户接口,所以当前最典型的三层次架构就架构在以上几项技术的基础之上,用数据库作存储层、用面向对象来实现业务层、用web来作为用户接口层。我们从三层 次架构谈起:
因为面向对象技术和数据库技术不适配,所以在标准三层次架构的基础上,我们增加了数据持久层,来管理O-R双向映射,但目前一直没有最理想的实 现技术。cmp和entity bean技术因为其实现复杂,功能前景有限,已接近被淘汰的边缘。JDO及hibernate作为o-r映射的后期之秀,尤其是hibernate,功能 相当完备。推荐作为持久层的首选
在业务层,因为当前业务日趋负载,且变动频繁,所以我们必须有足够敏捷的技术来保证我们的适应变化的能力,在标准j2ee系统中session bean负责业务处理,且有不错的性能表现,但采用ejb系统对业务架构模式改变太大,且其复杂而昂贵,业务代码移植性差。而spring 作为一个bean配置的轻量级架构,漂亮的IOC模式实现,对业务架构影响小,所以推荐作为中间层业务框架。
在用户结构层,虽然servlet/jsp/jstl/javaBean 能够实现MVC架构,但终究过于粗糙。struts对MVC架构的实现就比较完美,Taperstry也极好地实现MVC架构,且采用基于事件的方式,非 常诱人,惜其不够成熟,我们仍旧推荐struts作为用户接口层基础架构。
因为业务层是三层次架构中最有决定意义的,所以让我们回到业务层细致地分析一下,在复杂的业务我们常常需要以下基础服务的一种或几种:事务一致 性服务acid(tool:jta/jts)、并发加锁服务concurrentlock、池化管理服务cache、访问控制服务 (tool:jaas)、流程控制服务workflow、动态实现服务IOC,串行化消息服务(tool:jms)、负载平衡服务blance等。如果我 们不采用重量级应用服务器(如weblogic,websphere,jboss等)及重量级组件(EJB),我们必须自己实现其中一些服务。虽然我们大 多情况下,不需要所有这些服务,但实现起来却非易事。幸运的是我们有大量的开源实现代码,但采用开源代码却常常是件不轻松的事。
随着xml作为结构化信息传输和存储地位日渐重要,一些xml文档操作工具(DOM,Digester,SAX等)的使用愈发重要,而随着 xml schema的java binding工具(jaxb,xmlbean等)工具的成熟,采用xml schema来设计xml文档格式,然后采用java binding来生成java bean 会成为主要编程模式,而这又进一步使数据中心向xml转移,使在中小数据量上,愈发倾向于以xquery为查询语言的xml数据库。最近还有一个趋势, microsoft,ibm等纷纷大量开发中间软件如(microsoft office之infopath),可以直接从xml schema 生成 录入页面等非常实用的功能。还有web service 的广泛应用,都将对软件的架构有非常重大的影响。至于面向服务架构(SOA)前景如何,三层次架构什么时候走入历史,现在还很难定论。
aop的发展也会对软件架构有很深的影响,但在面向对象架构里,无论aspectJ还是jboss-aop抑是aspectWerks、 nanning都有其自身的严重问题:维护性很差,所以说它将很难走远。也许作为一个很好的思想,它将在web service里大展身手。
rdf,owl作为w3c语义模型的标志性的语言,也很难想象能在当前业务架构发挥太大影响。但如果真如它所声称那样,广泛地改变着信息的结构。那么对软件架构也会有深远影响。
有关架构设计的一些忠告:
尽量建立完整的持久对象层.可获得高回报
尽量将各功能分层,分块,每一模块均依赖假定的其它模块的外观
不能依赖静态数据来实现IOC模式,应该依赖数据特征接口,静态数据仅是数据特征接口实现方式之一
架构设计时xml是支持而不是依赖.但可以提供单一的xml版本的实现
从业务角度说:软件架构应是深刻体现业务内部规则的业务架构,但因为业务变化频纴,所以软件架构很难保持恒定不变,但业务的频繁变化不应是软件架构大规模频繁变化的原因,软件架构应是基于变化的架构。
一种业务有其在一段时间内稳定存在的理由(暂且不谈),业务内部有许多用例,每一种用例都有固定的规则,每一规则都有一些可供判定的项,每一项 从某一维度来观察都是可测量的,我们的架构首先必须保证完美适应每一项每一种测量方式,很多失败的架构都是因为很多项的测量方式都发生变更这种微观变化 中。
每个用例都有规则,我们在作业务用例分析,常常假定一些规则是先验的,持久稳定的,然而后来的业务改变常常又证明这种看法是错误的,然而常常我 们的架构已经为之付出了不可挽回的代价。大量事实证明:规则的变化常常用例变化的根本原因。所以我们的架构要尽可能适应规则的变化,尽可能建立规则模版。
每个用例都关系着不同的角色。每一个用例的产生都必然是因为角色的变更(注意:不是替换,而是增强或减弱),所以注意角色的各种可能情况,对架构的设计有举足轻重的意义。在我们当前的三层架构里,角色完美地对应接口概念。
在一个系统里很多用例都相互关联,考虑到每个用例均有可能有不同的特例,所以在架构设计中,尽量采用依赖倒置原则。如架构许可可采用消息通信模式(JMS)。这样可降低耦合度。
现在我们谈一下业务稳定存在理由对业务的影响。存在即是合理,在这里当然是正确的。业务因人而存在,所以问业务存在的理由即是问不同角色的需要这项业务的理由以及喜欢不喜欢当前业务用例的理由,所有这样的角色都应该在系统里预留。
在架构设计中有几个原则可以考虑:
用例尽量细分
用例尽量抽象
角色尽量独立
项测量独立原则
追求简单性
这里未提供相关的例子,例子会在以后的更新时提供。
业务和模式之间的关系
业务中的一些用例之间的关系常常和一些常规的模式很相似。但随着时间的演化,慢慢地和先前的模式有了分歧。这是个正常的现象。但这对系统架构却要求非常高,要求系统架构能适应一些模式的更替。在这里我们尽可能早地注意到用例之间的相互角色变化,为架构更新做好准备.
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发布于:2022-11-25,除非注明,否则均为
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