Java后端开发——分层解耦详解

标签：JavaWeb、三层架构、分层解耦、Spring、IOC、DI

一、三层架构

1.1 概述

为什么要采用三层架构？

• 遵循单一职责原则，便于代码复用和后期维护。
• 在程序设计和开发时，让每一个接口、类、方法的职责尽可能单一。
• 代码拆分为以下三层：
  • controller ：控制层，接收前端请求，处理请求并响应数据。
  • service ：业务逻辑层，处理具体业务逻辑。
  • dao ：数据访问层（Data Access Object，持久层），负责数据的增删改查。

1.2 具体实现方法

在 service 和 dao 层中，通常会先定义接口（命名规范为对象名+Service/Dao），再用实现类（命名规范为接口名+Impl）去实现接口，最后通过调用方法进行业务设计。

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二、分层解耦

2.1 以往问题

• 直接用 new 创建对象，业务变更时需要频繁更换对象，导致各层级耦合度高，影响维护与扩展。

2.2 概念解释

• 耦合 ：衡量软件各层/模块之间的依赖关联程度。
• 内聚 ：模块内部各功能之间的联系。
• 高内聚低耦合 ：高内聚指模块内部联系紧密，低耦合指模块之间依赖越低越好。
  高内聚、低耦合的目标是提升程序模块的可重用性和移植性，因此需要解耦。

2.3 解耦思路

• 将项目中的类交由 IOC 容器管理（控制反转，IOC）。
• 应用运行时需要对象时，直接依赖容器提供（依赖注入，DI）。

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三、Spring核心：IOC & DI

3.1 快速入门

• Dao 和 Service 层实现类加 @Component 注解，交由 IOC 容器管理。
• Controller 和 Service 层通过 @Autowired 注入依赖对象。

3.2 IOC（控制反转）详解

Spring 框架为更好地标识 bean 所属层次，提供了 @Component 及其衍生注解：

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	标注在控制层类上
@Service	@Component的衍生注解	标注在业务层类上
@Repository	@Component的衍生注解	标注在数据访问层类上（由于与mybatis整合，用的少）

示例：

Service 层

@Service  
public class UserServiceImpl implements UserService {  @Autowired  private UserDao userDao;  @Override  public List<User> findAll(){  List<String> lines = userDao.findAll();  List<User> users = lines.stream().map(line -> {  String[] s1 = line.split(",");  String ID = s1[0];  String username = s1[1];  Integer password = Integer.parseInt(s1[2]);  String name= s1[3];  Integer age = Integer.parseInt(s1[4]);  LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(s1[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));  return new User(ID,username,password,name,age,updateTime);  }).collect(Collectors.toList());  return users;  }  
}

Dao 层

@Repository  
public class UserDaoImpl implements UserDao {  @Override  public List<String> findAll() {  InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("user.txt");  ArrayList<String> lines = IoUtil.readLines(resourceAsStream, StandardCharsets.UTF_8, new ArrayList<>());  return lines;  }  
}

注意：

• 声明 bean 时可通过 value 属性指定 bean 名，未指定则为类名首字母小写。
• 控制器 bean 只能用 @Controller 注解。
• @ComponentScan 注解（包含在 @SpringBootApplication 中）会自动扫描启动类所在包及其子包。

3.3 DI（依赖注入）详解 注入方式

• 属性注入

  @Autowired 
  private UserService userService;
  

  • 优点：简洁高效
  • 缺点：隐藏依赖关系，可能破坏封装性

• 构造函数注入

  @Autowired 
  public UserController(UserService userService) { this.userService = userService; 
  }
  

  • 优点：依赖关系清晰，安全性高（可用final）
  • 缺点：代码稍繁琐，参数多时臃肿
  • 注意：只有一个构造函数时， @Autowired 可省略

• Setter方法注入

  @Autowired 
  public void setUserService(UserService userService) {
  this.userService = userService; 
  }
  

  • 优点：封装性好，依赖关系清晰
  • 缺点：需额外编写Set方法，代码量大
    实际开发中，属性注入和构造函数注入最常用，官方推荐构造函数注入。
    多个 Bean 对象注入的解决方案

• @Primary ：指定默认实现

  @Primary
  @Service
  public class UserServiceImpl implements UserService {}
  

• @Qualifier ：指定注入的 bean 名称，需配合 @Autowired

  @Qualifier("userServiceImpl")
  @Autowired
  private UserService userService;
  

• @Resource ：按 bean 名称注入

  @Resource(name = "userServiceImpl")
  private UserService userService;