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Java 中的服务层模式：使用健壮的服务层增强应用程序架构

架构API 设计业务解耦企业模式分层架构大约 6 分钟

也称为

  • 应用程序外观

服务层设计模式的意图

服务层模式对于专注于构建健壮应用程序架构的 Java 开发人员至关重要，这些架构将业务流程与用户界面问题分开。

该模式将业务逻辑封装在不同的层中，以促进关注点分离，并为表示层提供定义明确的 API。

使用真实世界示例详细说明服务层模式

现实世界示例

想象一个复杂的餐厅系统，其中订单通过集中的“服务层”进行管理，以确保高效的运营和前后端之间清晰的通信。每个部分专门负责餐食的一部分，但服务员不直接与厨房工作人员互动。相反，所有订单都通过主厨处理，主厨协调工作流程。主厨就像服务层，处理业务逻辑（订单协调）并为服务员（表示层）提供与厨房（数据访问层）交互的统一接口。

简单地说

一种将业务逻辑封装在独立层中的模式，以促进关注点分离并为表示层提供清晰的 API。

维基百科说

服务层是一种架构模式，应用于面向服务的设计范式中，旨在将服务目录中的服务组织成一组逻辑层。归类到特定层的服务共享功能。这有助于减少与管理服务目录相关的概念开销，因为属于同一层的服务处理的活动集更小。

Java 中服务层模式的编程示例

我们的 Java 实现使用服务层模式来简化数据访问对象 (DAO) 与业务逻辑之间的交互，确保关注点分离。

示例应用程序演示了客户端App与服务MagicService之间的交互，MagicService允许巫师、魔法书和法术之间的交互。服务使用 3 层架构实现
(实体、DAO、服务)。

为了解释，我们将关注系统的垂直切片。从实体层开始，看看Wizard类。其他未在此处显示的实体是Spellbook和Spell。


@Entity
@Table(name = "WIZARD")
@Getter
@Setter
public class Wizard extends BaseEntity {

    @Id
    @GeneratedValue
    @Column(name = "WIZARD_ID")
    private Long id;

    private String name;

    @ManyToMany(cascade = CascadeType.ALL)
    private Set<Spellbook> spellbooks;

    public Wizard() {
        spellbooks = new HashSet<>();
    }

    public Wizard(String name) {
        this();
        this.name = name;
    }

    public void addSpellbook(Spellbook spellbook) {
        spellbook.getWizards().add(this);
        spellbooks.add(spellbook);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name;
    }
}

在实体层之上，我们有 DAO。对于Wizard，DAO 层如下所示。

public interface WizardDao extends Dao<Wizard> {

    Wizard findByName(String name);
}
public class WizardDaoImpl extends DaoBaseImpl<Wizard> implements WizardDao {

    @Override
    public Wizard findByName(String name) {
        Transaction tx = null;
        Wizard result;
        try (var session = getSessionFactory().openSession()) {
            tx = session.beginTransaction();
            var criteria = session.createCriteria(persistentClass);
            criteria.add(Restrictions.eq("name", name));
            result = (Wizard) criteria.uniqueResult();
            tx.commit();
        } catch (Exception e) {
            if (tx != null) {
                tx.rollback();
            }
            throw e;
        }
        return result;
    }
}

接下来，我们可以看看服务层，在本例中包含一个MagicService。

public interface MagicService {

    List<Wizard> findAllWizards();

    List<Spellbook> findAllSpellbooks();

    List<Spell> findAllSpells();

    List<Wizard> findWizardsWithSpellbook(String name);

    List<Wizard> findWizardsWithSpell(String name);
}

public class MagicServiceImpl implements MagicService {

    private final WizardDao wizardDao;
    private final SpellbookDao spellbookDao;
    private final SpellDao spellDao;

    public MagicServiceImpl(WizardDao wizardDao, SpellbookDao spellbookDao, SpellDao spellDao) {
        this.wizardDao = wizardDao;
        this.spellbookDao = spellbookDao;
        this.spellDao = spellDao;
    }

    @Override
    public List<Wizard> findAllWizards() {
        return wizardDao.findAll();
    }

    @Override
    public List<Spellbook> findAllSpellbooks() {
        return spellbookDao.findAll();
    }

    @Override
    public List<Spell> findAllSpells() {
        return spellDao.findAll();
    }

    @Override
    public List<Wizard> findWizardsWithSpellbook(String name) {
        var spellbook = spellbookDao.findByName(name);
        return new ArrayList<>(spellbook.getWizards());
    }

    @Override
    public List<Wizard> findWizardsWithSpell(String name) {
        var spell = spellDao.findByName(name);
        var spellbook = spell.getSpellbook();
        return new ArrayList<>(spellbook.getWizards());
    }
}

最后，我们可以展示客户端App如何在服务层中与MagicService进行交互。

@Slf4j
public class App {
    
    public static final String BOOK_OF_IDORES = "Book of Idores";

    public static void main(String[] args) {
        // populate the in-memory database
        initData();
        // query the data using the service
        queryData();
    }

    public static void initData() {
        // spells
        var spell1 = new Spell("Ice dart");
        var spell2 = new Spell("Invisibility");
        var spell3 = new Spell("Stun bolt");
        var spell4 = new Spell("Confusion");
        var spell5 = new Spell("Darkness");
        var spell6 = new Spell("Fireball");
        var spell7 = new Spell("Enchant weapon");
        var spell8 = new Spell("Rock armour");
        var spell9 = new Spell("Light");
        var spell10 = new Spell("Bee swarm");
        var spell11 = new Spell("Haste");
        var spell12 = new Spell("Levitation");
        var spell13 = new Spell("Magic lock");
        var spell14 = new Spell("Summon hell bat");
        var spell15 = new Spell("Water walking");
        var spell16 = new Spell("Magic storm");
        var spell17 = new Spell("Entangle");
        var spellDao = new SpellDaoImpl();
        spellDao.persist(spell1);
        spellDao.persist(spell2);
        spellDao.persist(spell3);
        spellDao.persist(spell4);
        spellDao.persist(spell5);
        spellDao.persist(spell6);
        spellDao.persist(spell7);
        spellDao.persist(spell8);
        spellDao.persist(spell9);
        spellDao.persist(spell10);
        spellDao.persist(spell11);
        spellDao.persist(spell12);
        spellDao.persist(spell13);
        spellDao.persist(spell14);
        spellDao.persist(spell15);
        spellDao.persist(spell16);
        spellDao.persist(spell17);

        // spellbooks
        var spellbookDao = new SpellbookDaoImpl();
        var spellbook1 = new Spellbook("Book of Orgymon");
        spellbookDao.persist(spellbook1);
        spellbook1.addSpell(spell1);
        spellbook1.addSpell(spell2);
        spellbook1.addSpell(spell3);
        spellbook1.addSpell(spell4);
        spellbookDao.merge(spellbook1);
        var spellbook2 = new Spellbook("Book of Aras");
        spellbookDao.persist(spellbook2);
        spellbook2.addSpell(spell5);
        spellbook2.addSpell(spell6);
        spellbookDao.merge(spellbook2);
        var spellbook3 = new Spellbook("Book of Kritior");
        spellbookDao.persist(spellbook3);
        spellbook3.addSpell(spell7);
        spellbook3.addSpell(spell8);
        spellbook3.addSpell(spell9);
        spellbookDao.merge(spellbook3);
        var spellbook4 = new Spellbook("Book of Tamaex");
        spellbookDao.persist(spellbook4);
        spellbook4.addSpell(spell10);
        spellbook4.addSpell(spell11);
        spellbook4.addSpell(spell12);
        spellbookDao.merge(spellbook4);
        var spellbook5 = new Spellbook(BOOK_OF_IDORES);
        spellbookDao.persist(spellbook5);
        spellbook5.addSpell(spell13);
        spellbookDao.merge(spellbook5);
        var spellbook6 = new Spellbook("Book of Opaen");
        spellbookDao.persist(spellbook6);
        spellbook6.addSpell(spell14);
        spellbook6.addSpell(spell15);
        spellbookDao.merge(spellbook6);
        var spellbook7 = new Spellbook("Book of Kihione");
        spellbookDao.persist(spellbook7);
        spellbook7.addSpell(spell16);
        spellbook7.addSpell(spell17);
        spellbookDao.merge(spellbook7);

        // wizards
        var wizardDao = new WizardDaoImpl();
        var wizard1 = new Wizard("Aderlard Boud");
        wizardDao.persist(wizard1);
        wizard1.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Orgymon"));
        wizard1.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Aras"));
        wizardDao.merge(wizard1);
        var wizard2 = new Wizard("Anaxis Bajraktari");
        wizardDao.persist(wizard2);
        wizard2.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Kritior"));
        wizard2.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Tamaex"));
        wizardDao.merge(wizard2);
        var wizard3 = new Wizard("Xuban Munoa");
        wizardDao.persist(wizard3);
        wizard3.addSpellbook(spellbookDao.findByName(BOOK_OF_IDORES));
        wizard3.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Opaen"));
        wizardDao.merge(wizard3);
        var wizard4 = new Wizard("Blasius Dehooge");
        wizardDao.persist(wizard4);
        wizard4.addSpellbook(spellbookDao.findByName("Book of Kihione"));
        wizardDao.merge(wizard4);
    }

    public static void queryData() {
        var wizardDao = new WizardDaoImpl();
        var spellbookDao = new SpellbookDaoImpl();
        var spellDao = new SpellDaoImpl();
        var service = new MagicServiceImpl(wizardDao, spellbookDao, spellDao);
        LOGGER.info("Enumerating all wizards");
        service.findAllWizards().stream().map(Wizard::getName).forEach(LOGGER::info);
        LOGGER.info("Enumerating all spellbooks");
        service.findAllSpellbooks().stream().map(Spellbook::getName).forEach(LOGGER::info);
        LOGGER.info("Enumerating all spells");
        service.findAllSpells().stream().map(Spell::getName).forEach(LOGGER::info);
        LOGGER.info("Find wizards with spellbook 'Book of Idores'");
        var wizardsWithSpellbook = service.findWizardsWithSpellbook(BOOK_OF_IDORES);
        wizardsWithSpellbook.forEach(w -> LOGGER.info("{} has 'Book of Idores'", w.getName()));
        LOGGER.info("Find wizards with spell 'Fireball'");
        var wizardsWithSpell = service.findWizardsWithSpell("Fireball");
        wizardsWithSpell.forEach(w -> LOGGER.info("{} has 'Fireball'", w.getName()));
    }
}

程序输出

INFO  [2024-05-27 09:16:40,668] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Enumerating all wizards
INFO  [2024-05-27 09:16:40,671] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Aderlard Boud
INFO  [2024-05-27 09:16:40,671] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Anaxis Bajraktari
INFO  [2024-05-27 09:16:40,671] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Xuban Munoa
INFO  [2024-05-27 09:16:40,671] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Blasius Dehooge
INFO  [2024-05-27 09:16:40,671] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Enumerating all spellbooks
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Orgymon
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Aras
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Kritior
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Tamaex
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Idores
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Opaen
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Book of Kihione
INFO  [2024-05-27 09:16:40,675] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Enumerating all spells
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Ice dart
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Invisibility
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Stun bolt
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Confusion
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Darkness
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Fireball
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Enchant weapon
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Rock armour
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Light
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Bee swarm
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Haste
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Levitation
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Magic lock
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Summon hell bat
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Water walking
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Magic storm
INFO  [2024-05-27 09:16:40,679] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Entangle
INFO  [2024-05-27 09:16:40,680] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Find wizards with spellbook 'Book of Idores'
INFO  [2024-05-27 09:16:40,680] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Xuban Munoa has 'Book of Idores'
INFO  [2024-05-27 09:16:40,681] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Find wizards with spell 'Fireball'
INFO  [2024-05-27 09:16:40,683] com.iluwatar.servicelayer.app.App: Aderlard Boud has 'Fireball'

使用真实世界示例详细说明服务层模式

Service Layer
服务层

何时在 Java 中使用服务层模式

  • 当您需要将业务逻辑与表示逻辑分开时使用。
  • 适用于具有复杂业务规则和工作流程的应用程序。
  • 适用于需要为表示层提供清晰 API 的项目。

Java 中服务层模式的真实世界应用

  • 使用企业 JavaBeans (EJB) 实现服务层的 Java EE 应用程序。
  • 使用@Service注释表示服务层类的 Spring 框架应用程序。
  • 需要将业务逻辑与控制器逻辑分开的 Web 应用程序。

服务层模式的优缺点

优点

在 Java 中实现服务层

  • 通过将业务逻辑封装在一个地方来促进代码重用。
  • 通过隔离业务逻辑来增强可测试性。
  • 提高企业应用程序的可维护性和灵活性。

权衡

  • 通过在应用程序中添加另一层，可能会引入额外的复杂性。
  • 由于额外的抽象层，可能会导致性能开销。

参考资料和鸣谢

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