C#分层架构

张人玉2025-07-30 15:28

一、核心分层补充：BLL 层（业务逻辑层）

在原有分层基础上，BLL 层（Business Logic Layer） 是连接 UI 层与 DAL 层的核心中间层，负责处理核心业务逻辑，是分层架构中 "业务规则的执行者"。

  • 核心职责：

    • 接收 UI 层的请求，结合业务规则处理数据（如数据校验、权限判断、流程控制等）；

    • 调用 DAL 层获取或存储数据，不直接与数据库交互；

    • 将处理结果返回给 UI 层（通常以 Model 层实体为载体）。

  • 示例场景：

    • 用户注册时，BLL 层验证 "用户名格式"、"密码强度"、"是否重复注册" 等业务规则，再调用 UserDAL 执行插入操作；

    • 订单提交时，BLL 层处理 "库存扣减"、"金额计算"、"事务管理（确保库存和订单操作同时成功或失败）" 等逻辑。

二、各层依赖关系与引用规则

分层架构的核心原则是 "上层依赖下层，下层不依赖上层"，具体引用关系如下：

层级 可引用的层级 不可直接引用的层级 说明
UI 层 BLL 层、Model 层 DAL 层、IDAL 层 UI 仅通过 BLL 获取数据，不直接操作数据库
BLL 层 IDAL 层、Model 层 UI 层、DAL 层 BLL 依赖抽象接口（IDAL），不依赖具体实现
DAL 层 Model 层、IDAL 层（实现接口） UI 层、BLL 层 DAL 是 IDAL 接口的具体实现
IDAL 层 Model 层 UI 层、BLL 层、DAL 层 接口层仅定义规则，不依赖任何实现
Model 层 无（独立） 所有其他层 实体类是各层数据传递的 "载体"

目的：通过严格的依赖规则实现 "松耦合"，例如更换数据库时（如从 MySQL 改为 SQL Server），只需修改 DAL 层实现，BLL 和 UI 层无需变动。

三、IDAL 层与工厂模式（Factory）的配合

IDAL 层的核心价值在于 "依赖抽象而非具体"，而工厂模式是实现这一目标的关键手段：

  • 工厂模式作用：创建 DAL 层实例的 "中间件"，使 BLL 层无需知道具体 DAL 类（如 UserDAL），只需通过工厂获取 IDAL 接口实例。

  • 实现示例：

    复制代码 
    // 工厂类（Factory）
public class DALFactory {
    // 根据接口类型创建对应DAL实例
    public static IUser CreateUserDAL() {
        return new UserDAL(); // 若更换数据库，只需修改此处为NewUserDAL()
    }
    
    public static IProduct CreateProductDAL() {
        return new ProductDAL();
    }
}
​
// BLL层调用方式（无需直接引用DAL）
public class UserBLL {
    private IUser userDAL = DALFactory.CreateUserDAL(); // 依赖抽象接口
    
    public void AddUser(User user) {
        // 业务逻辑校验
        if (string.IsNullOrEmpty(user.Account)) {
            throw new Exception("用户名不能为空");
        }
        userDAL.Add(user); // 调用接口方法
    }
}

  • 优势 ：当 DAL 层实现变化时（如从UserDAL改为UserDAL_MySQL），只需修改工厂类，无需改动 BLL 和 UI 层，符合 "开闭原则"。

四、Model 层的扩展：实体分类

Model 层不仅包含数据库映射实体，还可根据需求细分为：

  1. 实体类（Entity）：

    • 与数据库表一一映射（如User对应Users表，Product对应Products表）；

    • 字段与表结构一致，用于 DAL 层与数据库的交互。

  2. 视图模型（ViewModel）：

    • 为 UI 层展示定制的数据模型，可能包含多个实体的组合数据；

    • 示例：UserDetailViewModel包含User的基本信息 +Order的统计数据，供用户详情页展示。

  3. 数据传输对象（DTO）：

    • 用于跨层（尤其是分布式系统中）传输数据，可剔除敏感字段（如密码）；

    • 示例：UserDTO仅包含Id、Account、NickName，用于 API 接口返回。

五、DAL 层的实现细节

DAL 层作为数据访问的 "执行者"，需关注以下技术点：

  • 数据库操作方式：

    • 原生 SQL：通过SqlConnection、SqlCommand执行 SQL 语句（灵活性高，适合复杂查询）；

    • ORM 框架：如 Entity Framework（EF）、Dapper，通过对象关系映射简化操作（开发效率高）；

    • 示例（Dapper 实现）：

      复制代码 
      public class UserDAL : IUser {
    private string _connStr = "数据库连接字符串";
    
    public User GetModel(int id) {
        using (var conn = new SqlConnection(_connStr)) {
            return conn.QueryFirstOrDefault<User>(
                "SELECT * FROM Users WHERE Id = @Id", 
                new { Id = id }
            );
        }
    }
}

  • 连接管理：

    • 必须使用using语句或手动释放数据库连接，避免资源泄露；

    • 连接字符串应存储在配置文件（如App.config）中，而非硬编码。

六、通用层（Common）：跨层工具集

为避免代码重复，可新增Common 层（类库），提供各层通用的功能：

  • 包含内容：

    • 工具类：如StringHelper（字符串处理）、DateTimeHelper（日期转换）；

    • 常量定义：如DBConst（数据库表名）、ErrorMsg（错误提示）；

    • 异常处理：自定义异常类（如BusinessException）、异常日志工具；

    • 配置管理：读取配置文件的工具类。

  • 引用规则：所有其他层均可引用 Common 层，Common 层不依赖任何其他层。

七、分层架构的测试策略

分层架构的低耦合特性，使其易于单元测试：

  • UI 层：通过 UI 自动化测试框架（如 Selenium）测试用户交互；

  • BLL 层：使用单元测试框架（如 xUnit、NUnit），通过 Mock 工具（如 Moq）模拟 IDAL 接口的返回结果，无需依赖真实数据库；

    复制代码 
    // 测试UserBLL的AddUser方法（模拟IUser接口）
[Test]
public void AddUser_WhenAccountEmpty_ThrowException() {
    // 模拟IUser接口（不执行真实数据库操作）
    var mockUserDAL = new Mock<IUser>();
    var userBLL = new UserBLL(mockUserDAL.Object);
    
    // 测试逻辑
    var user = new User { Account = "" };
    Assert.Throws<Exception>(() => userBLL.AddUser(user));
}

  • DAL 层：通过集成测试验证数据库操作的正确性（需连接测试数据库）。

八、命名规范与项目结构

为保证代码可读性，各层类 / 方法命名需遵循统一规范：

层级 命名规则示例 说明
UI 层 UserForm、ProductPage 窗体 / 页面以功能 + 类型命名
BLL 层 UserBLL、OrderBLL 以实体名 + BLL 结尾
DAL 层 UserDAL、ProductDAL 以实体名 + DAL 结尾
IDAL 层 IUser、IProduct 接口以 I + 实体名开头
Model 层 User、Product、UserDTO 实体类直接用业务名称
方法 AddUser、GetProductById 动词 + 实体 + 操作（如 Add、Get）

九、分层架构的适用场景与挑战

  • 适用场景：

    • 中大型项目（团队协作、业务复杂）；

    • 需长期维护、可能频繁变更需求的项目；

    • 需支持多数据库、多 UI（如同时有 WinForm 和 Web 界面）的项目。

  • 潜在挑战：

    • 小型项目可能因 "过度设计" 增加开发成本；

    • 层次过多可能导致性能轻微损耗（可通过优化减少）；

    • 团队需严格遵守分层规范，否则可能出现 "层间越权"（如 UI 直接调用 DAL）。

十、C# 分层架构各层信息汇总表

层级 英文全称 类型 核心职责 依赖层级 典型命名示例 技术要点
UI 层 User Interface 应用程序 展示数据、接收用户输入、调用 BLL 层处理请求 BLL 层、Model 层 UserForm.cs、ProductPage.xaml 界面控件绑定、用户交互逻辑、数据展示格式化
BLL 层 Business Logic Layer 类库 处理业务规则（校验、权限、流程）、协调 DAL 层数据操作、返回结果给 UI 层 IDAL 层、Model 层、Common 层 UserBLL.cs、OrderBLL.cs 事务管理、业务规则验证、依赖注入（通过接口调用 DAL）
IDAL 层 Interface Data Access Layer 类库 定义数据访问接口规范，统一 DAL 层方法名称和参数 Model 层 IUser.cs、IProduct.cs 接口继承（IBase）、方法签名标准化、不包含具体实现
DAL 层 Data Access Layer 类库 实现 IDAL 接口，直接与数据库交互（CRUD 操作） Model 层、IDAL 层、Common 层 UserDAL.cs、ProductDAL.cs 数据库连接管理、ORM 框架（EF/Dapper）、SQL 语句优化
Model 层 Model 类库 定义数据实体，作为各层数据传递的载体 无（独立） User.cs（实体）、UserDTO.cs（传输对象） 实体与数据库表映射、数据注解（验证规则）、敏感字段过滤（DTO）
Common 层 Common 类库 提供跨层通用工具和常量 无（被所有层引用） StringHelper.cs、DBConst.cs 工具类封装、异常处理、配置文件读取、日志记录

十一、C# 分层架构树状图（项目结构）

复制代码 
项目根目录/
├── UI/                      // 用户界面层
│   ├── Forms/               // 窗体文件（WinForm）
│   │   ├── UserForm.cs      // 用户管理窗体
│   │   └── ProductForm.cs   // 商品管理窗体
│   ├── Pages/               // 页面文件（WPF/ASP.NET）
│   │   └── HomePage.xaml    // 首页页面
│   └── Program.cs           // 程序入口
│
├── BLL/                     // 业务逻辑层
│   ├── UserBLL.cs           // 用户业务逻辑处理
│   ├── ProductBLL.cs        // 商品业务逻辑处理
│   └── OrderBLL.cs          // 订单业务逻辑处理
│
├── IDAL/                    // 数据访问接口层
│   ├── IBase.cs             // 基础接口（通用方法）
│   ├── IUser.cs             // 用户数据访问接口
│   ├── IProduct.cs          // 商品数据访问接口
│   └── DALFactory.cs        // 数据访问层工厂类
│
├── DAL/                     // 数据访问层
│   ├── UserDAL.cs           // 用户数据访问实现
│   ├── ProductDAL.cs        // 商品数据访问实现
│   └── DBHelper.cs          // 数据库连接辅助类
│
├── Model/                   // 实体模型层
│   ├── Entity/              // 数据库实体类
│   │   ├── User.cs          // 用户实体
│   │   └── Product.cs       // 商品实体
│   ├── DTO/                 // 数据传输对象
│   │   └── UserDTO.cs       // 用户传输对象
│   └── ViewModel/           // 视图模型
│       └── ProductViewModel.cs // 商品视图模型
│
└── Common/                  // 通用工具层
    ├── Helper/              // 工具类
    │   ├── StringHelper.cs  // 字符串处理工具
    │   └── DateTimeHelper.cs // 日期时间工具
    ├── Const/               // 常量定义
    │   └── DBConst.cs       // 数据库相关常量
    └── Exception/           // 异常处理
        └── BusinessException.cs // 业务异常类

树状图说明：

  1. 各层以独立类库 / 项目存在，通过 "项目引用" 建立依赖关系

  2. 箭头方向为依赖方向（如 UI 层引用 BLL 层，BLL 层引用 IDAL 层）

  3. 工厂类（DALFactory）通常放在 IDAL 层或单独的 Factory 层，负责创建 DAL 实例，解除 BLL 与 DAL 的直接依赖

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