計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中分層技術(shù)的實(shí)踐

張占孝 西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院

目前，計(jì)算機(jī)軟件的功能越來(lái)越多樣化、復(fù)雜化，這給軟件開(kāi)發(fā)造成了極大的難度，以往的單層結(jié)構(gòu)已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件的要求。而利用分層技術(shù)可以在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中建立雙層乃至多層結(jié)構(gòu)，這可以使軟件的運(yùn)行更加靈活，各項(xiàng)性能有效提升，也能滿足用戶對(duì)于軟件功能的多樣化要求。

1 分層技術(shù)概述

分層技術(shù)是時(shí)下計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)，這主要是由于當(dāng)前人們對(duì)于軟件的要求不斷提高，導(dǎo)致軟件系統(tǒng)的復(fù)雜程度不斷提升。為了應(yīng)對(duì)這種情況，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)始采用分層技術(shù)，所謂分層技術(shù)就是在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中將系統(tǒng)分為多個(gè)概念層，每個(gè)概念層的工作流程不同，并且解決方案也不同，各個(gè)概念層之間存在一定聯(lián)系，由這些概念層共同構(gòu)成一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以將復(fù)雜的軟件系統(tǒng)分化為多個(gè)概念層，其相互聯(lián)系，同時(shí)又相互獨(dú)立，既可以降低軟件開(kāi)發(fā)的難度，同時(shí)也能保證軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 分層技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 拓展性

利用分層技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的分化，通過(guò)建立多層結(jié)構(gòu)將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為多個(gè)概念層，然后逐層進(jìn)行完善，這樣可以有效保障軟件的各項(xiàng)功能有效運(yùn)行，相互聯(lián)系同時(shí)相互獨(dú)立，可以滿足用戶的多重要求，提升用戶的使用體驗(yàn)。

2.2 獨(dú)立性

通過(guò)分層技術(shù)在軟件系統(tǒng)中構(gòu)建的多層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了軟件之間的解耦，降低了組件之間的耦合度，各層之間雖然存在一定的聯(lián)系，但是各層之間又有一定的獨(dú)立性，如果某一層運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，并不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，無(wú)法運(yùn)行，僅會(huì)對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生一定的影響。這可以有效降低系統(tǒng)維護(hù)人員修復(fù)的難度確保系統(tǒng)可以快速恢復(fù)正常。

2.3 開(kāi)發(fā)效率高

分層技術(shù)的應(yīng)用便于進(jìn)行合理的分工，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件系統(tǒng)的抽象化發(fā)展，縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，加快軟件開(kāi)發(fā)效率。另外，分層技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上也提升了實(shí)踐的目的性和針對(duì)性，對(duì)于增強(qiáng)軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性有著顯著成效。

2.4 提升組件的重用

一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)是由多個(gè)組件構(gòu)成的，利用分層技術(shù)可以有效提升組件的重用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，分層就相當(dāng)于產(chǎn)品配件的模塊化，每種功能的模塊不同，根據(jù)用戶的需求將不同的模塊進(jìn)行組合就得到用戶需要的產(chǎn)品，如果在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某一模塊不適用，只需要將其更換就可以，并不需要重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，其他模塊依然可以發(fā)揮作用。

3 計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中分層技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 雙層技術(shù)的應(yīng)用

雙層技術(shù)的應(yīng)用主要是單層結(jié)構(gòu)已經(jīng)難以適應(yīng)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的要求，從而單層的基礎(chǔ)上誕生了雙層技術(shù)。雙層技術(shù)主要指的是軟件客戶端與服務(wù)器，客戶端主要為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，服務(wù)器負(fù)責(zé)接收客戶端傳輸?shù)挠脩粜枨笮畔?，然后在?shù)據(jù)庫(kù)中查詢、分析、整理，最終通過(guò)客戶端反饋給用戶。雙層結(jié)構(gòu)的模式主要受到兩方面因素的影響，其一是使用軟件的用戶數(shù)量；其二是服務(wù)器當(dāng)前運(yùn)行情況。無(wú)論哪一個(gè)因素都會(huì)影響到服務(wù)器處理用戶信息的效率，甚至可能會(huì)影響處理結(jié)果，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要保障服務(wù)器運(yùn)行良好，并且要控制使用人數(shù)，如果是一些瀏覽量較大的軟件，采用雙層結(jié)構(gòu)可能難以負(fù)荷龐大的用戶同時(shí)使用。

3.2 三層技術(shù)的應(yīng)用

三層技術(shù)是在雙層技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步完善，雙層技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中具有明顯的限制，即服務(wù)器與使用人數(shù)，三層技術(shù)在一定程度上彌補(bǔ)了這一缺陷。三層技術(shù)主要包括業(yè)務(wù)層、處理層以數(shù)據(jù)層，界面層作為用戶端，主要用于接收用戶的需求信息，而業(yè)務(wù)層則對(duì)用戶的需求信息進(jìn)行分析，并向數(shù)據(jù)層傳輸，有數(shù)據(jù)層最終向用戶反饋信息。這種三層結(jié)構(gòu)的模式將系統(tǒng)進(jìn)一步分解，降低了每一層的壓力，使軟件系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性更高，相較于雙層結(jié)構(gòu)，其明顯具有更大的優(yōu)勢(shì)。

3.3 四層技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的場(chǎng)景越來(lái)越復(fù)雜化，計(jì)算機(jī)軟件需要具備的功能也越來(lái)越多樣化，并且軟件使用人數(shù)也比較龐大，雙層結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)逐漸暴露處出了一定的缺陷，難以適應(yīng)當(dāng)前用軟件開(kāi)發(fā)的需求，因此，在此基礎(chǔ)上誕生了四層技術(shù)。四層技術(shù)主要包括業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層、Web 層、儲(chǔ)存層。計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先利用業(yè)務(wù)處理層分析用戶需求；其次，將分析結(jié)果傳遞給數(shù)據(jù)層；最后，將數(shù)據(jù)層的處理結(jié)果傳遞到Web 層。這種技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)交換直觀反映數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)對(duì)象之間的關(guān)系，能夠有效提高軟件的優(yōu)化效率。

4 案例分析

某個(gè)有著復(fù)雜功能的多人在線社區(qū)，其服務(wù)器端是我們需要討論的重點(diǎn)。這個(gè)產(chǎn)品的服務(wù)器端必須滿足多樣的功能：玩家移動(dòng)到不同的場(chǎng)景中，玩家可以換上不同的服裝，可以互相加好友并且聊天，同時(shí)還有廣播頻道的聊天，每個(gè)玩家還有自己的資料庫(kù)和背包，另外還有各種運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。

在最初的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員針對(duì)每個(gè)需要開(kāi)發(fā)的功能，建立了一個(gè)模塊，這些模塊通過(guò)單獨(dú)和客戶端、數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，完成所需功能。如果要開(kāi)發(fā)新功能，就重新寫一個(gè)這樣的模塊。這種架構(gòu)設(shè)計(jì)在一開(kāi)始是非常有效的，產(chǎn)品功能被不斷的開(kāi)發(fā)出來(lái)，模塊的數(shù)量也在增多，但是也潛藏了一個(gè)問(wèn)題。此問(wèn)題是在“社區(qū)任務(wù)系統(tǒng)”的開(kāi)發(fā)出現(xiàn)的，因?yàn)槿蝿?wù)系統(tǒng)本質(zhì)上是需要很多其他模塊的功能提供支持。如需要玩家去某個(gè)場(chǎng)景（場(chǎng)景模塊），獲得某個(gè)東西（背包模塊），然后添加一個(gè)好友（好友模塊），或者換上某個(gè)服裝，說(shuō)一句話等等，這些任務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，被迫要修改很多個(gè)模塊的代碼，因?yàn)槊總€(gè)模塊都只有最基本的“自由功能”功能的代碼，編程接口都僅僅是面向客戶端的，而數(shù)據(jù)結(jié)果直接由SQL 到數(shù)據(jù)庫(kù)。這種需要組合的功能請(qǐng)求，以及獲得功能的結(jié)果狀況，其接口上不具備，這導(dǎo)致了非常復(fù)雜的、持續(xù)的代碼修改。

針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)發(fā)人員決定重構(gòu)整個(gè)架構(gòu)，把架構(gòu)從一字排開(kāi)的設(shè)計(jì)，修改成為可以多個(gè)層次互相調(diào)用的模塊。這些模塊直接的接口，有面向客戶端的，也有面向其他模塊的，這樣我們就能直接調(diào)用那些現(xiàn)成的功能，組合開(kāi)發(fā)出更復(fù)雜強(qiáng)大的功能。不管任務(wù)系統(tǒng)如何變化，我們都可以不用重寫那些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能，這讓整個(gè)系統(tǒng)成為可以應(yīng)對(duì)這種需求變化的關(guān)鍵。通過(guò)利用分層技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)合理的多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，完美解決了“任務(wù)系統(tǒng)”所帶來(lái)的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下，分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中逐漸被廣泛的采用，從最初的雙層結(jié)構(gòu)到當(dāng)前的多層結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，隨著技術(shù)的革新和發(fā)展，分層技術(shù)必然還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。