浅析后端三层架构

什么是三层架构？

3层架构是一种软件架构设计模式，它将应用程序划分为三个主要的逻辑层：

1. 控制层（Controller Layer）
2. 业务逻辑层（Service/Logic Layer）
3. 数据访问层（DAO/Repository Layer）

这种架构模式遵循了"关注点分离"的设计原则，使得每一层都能专注于自己的核心职责。

为什么需要三层架构？

在没有分层架构的情况下，所有的代码逻辑都混杂在一起，这会导致以下问题：

• 代码难以维护和理解
• 功能之间耦合度高
• 代码重用性差
• 测试困难
• 系统扩展性差

通过采用3层架构，我们可以有效地解决这些问题。

每层的具体职责

1. 控制层（Controller Layer）

控制层是整个应用的入口，主要职责包括：

• 接收和处理HTTP请求
• 参数校验和请求数据转换
• 调用业务逻辑层处理业务
• 处理响应结果并返回给客户端
• 异常处理和日志记录

示例代码：

@Controller('users')
export class UserController {
    constructor(private userService: UserService) {}
    
    @Get(':id')
    async getUser(@Param('id') id: string) {
        return await this.userService.findById(id);
    }
}

2. 业务逻辑层（Service/Logic Layer）

业务逻辑层是整个应用的核心，主要职责包括：

• 实现具体的业务逻辑
• 处理业务规则和业务流程
• 数据的加工和转换
• 调用数据访问层进行数据操作
• 事务管理

示例代码：

@Injectable()
export class UserService {
    constructor(private userRepository: UserRepository) {}
    
    async createUser(userData: CreateUserDto) {
        // 业务逻辑处理
        const existingUser = await this.userRepository.findByEmail(userData.email);
        if (existingUser) {
            throw new ConflictException('邮箱已存在');
        }
        
        // 密码加密等业务处理
        const hashedPassword = await this.hashPassword(userData.password);
        
        // 调用数据访问层
        return await this.userRepository.create({
            ...userData,
            password: hashedPassword
        });
    }
}

3. 数据访问层（DAO/Repository Layer）

数据访问层负责与数据库交互，主要职责包括：

• 执行数据库的CRUD操作
• 封装数据库访问细节
• 提供数据持久化服务
• 数据模型的定义和映射

示例代码：

@Injectable()
export class UserRepository {
    constructor(@InjectModel(User.name) private userModel: Model<User>) {}
    
    async findById(id: string): Promise<User> {
        return await this.userModel.findById(id).exec();
    }
    
    async create(userData: CreateUserDto): Promise<User> {
        const user = new this.userModel(userData);
        return await user.save();
    }
}

三层架构的优势

1. 高内聚，低耦合

   • 每一层都有明确的职责
   • 层与层之间通过接口通信
   • 各层可以独立变化而不影响其他层

2. 可维护性

   • 代码结构清晰
   • 易于定位问题
   • 便于代码重构

3. 可测试性

   • 各层可以独立测试
   • 便于编写单元测试
   • 支持测试驱动开发（TDD）

4. 可重用性

   • 业务逻辑可以被多个控制器复用
   • 数据访问层可以服务于不同的业务逻辑
   • 减少代码重复

5. 可扩展性

   • 易于添加新功能
   • 方便集成新的技术
   • 支持水平扩展

最佳实践

1. 遵循单一职责原则

   • 每一层只负责自己的核心任务
   • 避免跨层调用
   • 保持层次结构清晰

2. 使用依赖注入

   • 降低组件间的耦合
   • 提高代码的可测试性
   • 方便进行单元测试

3. 统一异常处理

   • 在控制层统一处理异常
   • 定义清晰的错误码和错误信息
   • 提供友好的错误响应

4. 规范数据传输对象

   • 使用DTO进行数据传输
   • 在不同层之间转换数据格式
   • 保护敏感数据

总结

3层架构是一种经典且实用的架构模式，它通过清晰的职责划分和良好的解耦设计，帮助我们构建可维护、可扩展的应用程序。在实际开发中，我们应该根据项目的具体需求，合理运用这种架构模式，同时也要注意避免过度设计，保持架构的简洁性和实用性。