前言

通过简单的示例介绍SpringBoot的三层架构。

版本：

Maven：3.6.1

JDK：17

SpringBoot：3.3.2

API测试工具：Postman

概述

三层架构

后端的处理逻辑大体可以分为三个部分：

数据访问
逻辑处理
接收请求，响应数据

而在开发过程中，需要尽量让每一个部分的职责更加单一（单一职责原则），便于后期的拓展维护等操作。

由此出现了开发的三层架构：

Controller：控制层。接收前端发送的请求，对请求进行处理，并响应数据。
Service：业务逻辑层。处理具体的业务逻辑。
DAO（Data Access Object）：数据访问层（持久层）。负责数据访问操作，包括数据的增、删、改、查。

设计原则

有了三层架构的设计思想，我们便可以遵循这一思想进行业务开发。

但是这里会遇到一个问题：尽管分模块进行代码编写，但免不了要进行模块与模块之间（层与层）的数据交互。

举个最简单的例子，Controller层要想拿到Service层处理过后的数据并返回给前端，最起码也要创建一个Service层的对象。假设最初的业务逻辑用的是A方案，那么在Controller层就需要创建一个ServiceA对象，但是后面需求有改变，要求使用业务逻辑的B方案，那么Controller层就需要改变创建ServiceB对象。

private Service service = new ServiceA() —> private Service service = new ServiceB()

很明显，目前的方式在改动Service层代码的同时需要额外修改Controller层的代码（Service层和DAO层亦是如此），称层与层之间存在耦合。自然我们是希望尽量降低这种耦合，以避免改动一个模块的同时影响另一个模块，这就引出了软件设计原则：高内聚低耦合。

高内聚低耦合

内聚：软件中各个功能模块内部的功能联系。
耦合：衡量软件中各个层/模块之间的依赖、关联的程度。
软件设计原则：高内聚低耦合。

IOC（控制反转）&DI（依赖注入）

SpringBoot为层与层提供了一个解耦方案（以Controller层和Service层交互为例）：

首先构造一个容器，用于存储Bean对象，Service层可以把目前业务逻辑所需要创建的对象放在容器中，而在程序运行时，Controller层需要一个Service层的对象，它就会从容器中寻找看是否有一个Service类型的对象，如果有则直接取出调用。如此一来，如果Service层的业务逻辑发生变化，也不影响Controller层。

那么Bean对象如何交给容器管理？容器又如何为模块提供对应的Bean对象？这就引出了SpringBoot中重要的两个概念：IOC（控制反转）和DI（依赖注入）。

控制反转（Inversion Of Control，IOC）：对象的创建控制权由程序自身转移到外部（容器），这种思想称为控制反转。
依赖注入（Dependency Injection，DI）：容器为应用程序提供运行时所需要的依赖资源，称为依赖注入。

注解实现

@Component：用于实现IOC操作。表示将当前类交给IOC容器管理，成为IOC容器中的Bean。

Spring框架为了更好地标识Web应用开发中Bean对象到底归属于哪一层，又提供了@Component的三个衍生注解：

注解说明位置

@Component 声明Bean的基础注解不属于以下三类时，用此注解

@Controller @Component的衍生注解标注在控制器类上（Controller）（一般用@RestController替代）

@Service @Component的衍生注解标注在业务类上（Service）

@Repository @Component的衍生注解标注在数据访问类上（DAO）（由于与MyBatis整合，很少使用）

@Autowired：用于实现DI操作。运行时，IOC容器会提供该类型的Bean对象，并赋值给该变量。

注解	说明	位置
`@Component`	声明Bean的基础注解	不属于以下三类时，用此注解
`@Controller`	`@Component`的衍生注解	标注在控制器类上（Controller）（一般用`@RestController`替代）
`@Service`	`@Component`的衍生注解	标注在业务类上（Service）
`@Repository`	`@Component`的衍生注解	标注在数据访问类上（DAO）（由于与MyBatis整合，很少使用）

项目实例构建

通过一个简单的实例说明SpringBoot的三层架构，具体项目目录如下：

这里先说明一下：POJO层（Plain Ordinary Java Object）：存放JavaBeans，本示例直接通过DAO层创建POJO层的JavaBeans进行数据访问，忽略数据库操作，因此也没设计Mapper层。

Lombok

在编写类时，使用lombok插件（新版IDEA已集成）简化书写。

Lombok是一个实用的Java类库，能通过注解的形式自动生成构造器、getter/setter、equals、hashcode、toString等方法，并可以自动化生成日志变量，简化java开发、提高效率。

lombok的坐标：

<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>

tips：可以在类中直接引用lombok的注解，再通过IDEA自动引入。

lombok注解说明：

注解	作用
`@Getter`/`@Setter`	为所有的属性提供`getter()`、`setter()`方法
`@ToString`	会给类自动生成易阅读的`toString()`方法
`@EqualsAndHashCode`	根据类所拥有的非静态字段自动重写`equals()`方法和`hashCode()`方法
`@Data`	相当于`@Getter`+`@Setter`+`@ToString`+`@EqualsAndHashCode`
`@NoArgsConstructor`	为实体类生成无参的构造器方法
`@AllArgsConstructor`	为实体类生成除了static修饰的字段之外带有各参数的构造器方法

User类：

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {
    private String name;
    private Integer age;
    private Address address;
}

Address类：

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Address {
    private String province;
    private String city;
}

Result类：

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Result {
    private Integer code;
    private String msg;
    private Object data;
    
    // 用于快速返回Result对象
    public static Result success(Object data) {
        return new Result(1, "success", data);
    }

    public static Result success() {
        return new Result(1, "success", null);
    }

    public static Result error(String msg) {
        return new Result(0, msg, null);
    }
}

额外说明：以DAO层的实现为例，本层的实例是要被Service层所调用，而DAO的实现方式可能有很多（可能访问本地文件的数据，可能访问数据库的数据等），而想要灵活地切换各种实现，可以采用面向接口的方式编程，因此在实现之前就需要创建一个接口，方便Service层调用。（Service层亦是如此）。

三层架构实现

DAO层

首先在dao目录下创建UserDao接口：

1
2
3

public interface UserDao {
    public ArrayList<User> listUser();
}

然后在dao目录下创建impl.UserDaoImpl实现类：

@Repository  //将当前类交给IOC容器管理，成为IOC容器中的bean
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public ArrayList<User> listUser() {
        ArrayList<User> list = new ArrayList<>();
        User user1 = new User("张三", 18, new Address("四川", "成都"));
        User user2 = new User("李四", 20, new Address("浙江", "杭州"));
        User user3 = new User("王五", 22, new Address("湖北", "武汉"));
        list.add(user1);
        list.add(user2);
        list.add(user3);
        return list;
    }
}

这里创建三个User对象，并添加至list集合中返回。

Service层

首先在service目录中创建UserService接口：

1
2
3

public interface UserService {
    public ArrayList<User> listUser();
}

然后在service目录下创建impl.UserServiceImpl实现类：

@Service  //将当前类交给IOC容器管理，成为IOC容器中的bean
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Autowired  //运行时，IOC容器会提供该类型的bean对象，并赋值给该变量 - 依赖注入
    private UserDao userDao;
    @Override
    public ArrayList<User> listUser() {
        ArrayList<User> list = userDao.listUser();
        list.remove(list.size() - 1);  //删除最后一条数据
        return list;
    }
}

这里删除list集合中的最后一个User对象，并返回list集合。

Controller层

在controller目录中创建UserController类：

//@Controller
@RestController
public class UserController {
    @Autowired  //运行时，IOC容器会提供该类型的bean对象，并赋值给该变量 - 依赖注入
    private UserService userService;
    @RequestMapping("/getUserList")
    public Result listUser() {
        ArrayList<User> list = userService.listUser();
        return Result.success(list);
    }
}