一、Java Web 三层架构

Java Web 应用可以大致分为三层：

  • Controller 层（控制层）
  • Service 层（业务逻辑层）
  • Dao 层（数据访问层）

1. Controller 层

Controller 层主要负责接收前端发送的 HTTP 请求，并对请求进行处理后响应数据。

  • 职责：
    • 接收来自客户端（如浏览器、移动设备等）的 HTTP 请求（GET、POST、PUT、DELETE 等）。
    • 解析请求中的参数（如查询字符串或表单数据）。
    • 调用 Service 层的方法处理业务逻辑。

注：Controller 层不直接实现业务逻辑，而是通过调用 Service 层的方法来完成具体操作。

2. Service 层

Service 层负责实现具体的业务逻辑，是应用的核心部分。

  • 职责：
    • 实现复杂且核心的业务逻辑（例如银行系统中的转账业务）。
    • 管理事务处理，确保多个数据库操作要么全部成功（提交事务），要么全部失败（回滚事务）。
    • 为 Controller 层提供业务处理方法。

3. Dao 层

Dao 层（Data Access Object 层）主要负责数据访问和持久化操作。

  • 职责：
    • 将数据库操作封装为统一的接口，屏蔽具体数据库（如 MySQL、Oracle）及其底层细节。
    • 执行数据的增删改查操作，例如调用 findUserById 或 saveUser 方法。
    • 实现数据的持久化，因而也被称为持久层。

插图展示

Java Web 三层架构

三层架构动态图

二、分层解耦

在软件开发中，高内聚低耦合是提高灵活性和可扩展性的关键设计思想。

  • 内聚：模块内部功能的联系。
  • 耦合：模块之间的依赖和关联程度。

在开发过程中，我们应尽量减少各层之间的依赖关系，实现解耦设计。

想要解耦，可以将一些对象放到容器中，在有容器去分配对象的使用

示例说明

以下内容以 Spring 框架为例，介绍如何通过控制反转（IoC）和依赖注入（DI）实现解耦。

三、控制反转（IoC）

在未使用 Spring 等框架前，对象之间的依赖通常由对象自己创建和管理，如下所示：

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public class BusinessLogicClass {
    public void doSomeBusinessLogic() {
        DataAccessClass dataAccess = new DataAccessClass();
        // 使用 dataAccess 对象进行数据操作
    }
}

这种方式会导致业务逻辑类与数据访问类紧密耦合，当数据访问层的实现发生变化时，业务逻辑类也需做相应修改。

控制反转（IoC） 的思想是将对象的创建和依赖关系管理交给外部容器（如 Spring 容器），由容器负责创建和管理对象（bean）。例如：

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public class BusinessLogicClass {
    private DataAccessInterface dataAccess;

    public BusinessLogicClass(DataAccessInterface dataAccess) {
        this.dataAccess = dataAccess;
    }

    public void doSomeBusinessLogic() {
        // 使用 dataAccess 对象进行数据操作
    }
}

在这个例子中，BusinessLogicClass 通过构造函数接收实现了 DataAccessInterface 的对象，从而只依赖于接口而非具体实现，达到了低耦合的目的。

控制反转示意图

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@Component // IOC将该类交给bean管理
public class UserServiceImpl implments UserService {
     @Autowired
    private UserDao userdap; // 加上了这个代表会自动去找bean中相应对象并实例化 

}

  • 注意@Component是加载实现类上而非接口上

IOC详解：

  • 要把某个对象交给IOC容器管理，要在类上加上一下注解之一
    • @Component : 声明bean的基础注解
    • @Controller ： 标注在控制层上
    • @Service ： 标注在业务层上
    • @Repository :

bean的名字 : 默认是把你类名的首字母换成小写， 也可以在声明bean的时候声明名字，在注解后面打个括号后写入名字

IOC 的四大注解想要生效，必须具备组件扫描注解@ComponentScan扫描，这个注解没有显式h配置，但是在启动类的生命注解@SpringBootApplication中，默认的扫描范围是启动类所在的包和他的子包.

声明SpringBoot集成Web开发中，声明控制器bean只能用@Controller

四、依赖注入（DI）

依赖注入是指由容器在运行时将所需的依赖资源注入到对象中。Spring 框架支持多种依赖注入方式：

  • 构造函数注入：在对象创建时通过构造函数传入依赖对象。（代码简洁但是隐藏了类的依赖关系）
  • Setter 注入：通过 setter 方法注入依赖对象。 （如果只有一个构造函数@Autowired可以省略)
  • 字段注入：直接在字段上使用注解（如 @Autowired）进行注入。

下面是字段注入的示例：

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import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

// 属性注入
public class BusinessLogicClass {
    @Autowired
    private DataAccessInterface dataAccess;

    public void doSomeBusinessLogic() {
        // 使用 dataAccess 对象进行数据操作
    }
}

// 使用构造函数注入
public class A {
    private final USerService user
    @Autowired
    public void A(UserService uservice) {
        this.user = uservice;
    }
}

// setter注入
public class A {
    private final USerService user
    @Autowired
    public void setuser(UserService uservice) {
        this.user = uservice;
    }
}

有时候在一个包内注入了多个同类型的bean，此时会报错，解决方法 ：

  • @Primary 注解在多个可选的相同类型的 bean 存在时，告诉 Spring 容器优先选择带有 @Primary 注解的 bean 进行依赖注入。这避免了需要使用限定符（如 @Qualifier 注解）来指定所需的 bean。
  • @Qualifier 直接指定想要使用对应的bean的名字（记得名字是类名首字母小写或者是自己指定），
  • @Resource(name = "") : 在name里面指定需要的bean的名字

Resource和Autowired的区别：

  • @Autowired是spring提供的注解，而@Resource是JavaEE提供的
  • @Autowired是按照类型注入，而@Resource是按照名称注入

    Bean对象 :

在IOC容器中创建，管理的对象就是Bean

DI 示例

DI 另一示例

五、解耦的好处

1. 可维护性

  • 接口解耦：当某个模块的实现发生变化时，只需修改对应的实现类，不会影响其他模块。
  • 例如：数据库从一种切换到另一种时，仅需调整数据访问层的实现和配置。

2. 可测试性

  • 通过依赖注入，可以在单元测试中注入模拟对象（Mock 对象），隔离其他模块，专注于测试业务逻辑。

3. 可扩展性

  • 新功能模块的集成只需在 Spring 配置文件中定义新的 bean，并通过依赖注入整合到系统中，实现灵活扩展。

以上内容详细阐述了 Java Web 的三层架构以及如何通过控制反转和依赖注入实现解耦设计，从而提升系统的可维护性、可测试性和可扩展性。