企业应用架构模式

2010年机械工业出版社出版的图书

《企业应用架构模式》是2010年04月机械工业出版社出版的图书，作者是福勒。本书是为致力于设计和构建企业应用的软件架构师、设计人员和编程人员而写的，同时也可作为高等院校计算机专业及软件学院相关课程的参考教材。

内容简介

《企业应用架构模式》作者是当今面向对象软件开发的权威，他在一组专家级合作者的帮助下，将40多种经常出现的解决方案转化成模式，最终写成这本能够应用于任何一种企业应用平台的、关于解决方案的、不可或缺的手册。《企业应用架构模式》获得了2003年度美国软件开发杂志图书类的生产效率奖和读者选择奖。《企业应用架构模式》分为两大部分。第一部分是关于如何开发企业应用的简单介绍。第二部分是《企业应用架构模式》的主体，是关于模式的详细参考手册，每个模式都给出使用方法和实现信息，并配以详细的Java代码或C#代码示例。此外，整《企业应用架构模式》中还用了大量UML图来进一步阐明有关概念。

编辑推荐

企业应用开发的实践得益于多种新技术的出现，多层的面向对象平台（如Java、.NET）已经日渐平常。这些新工具和新技术有能力构建更强大的企业应用程序，但是在实现上还不太容易。由于开发人员未能充分理解有经验的对象程序开发人员在架构方面的经验和教训.因此企业应用中经常存在一些共同的错误。

《企业应用架构模式》就是面向企业应用开发者的，可帮助他们迎接这种艰难挑战。《企业应用架构模式》的作者Ma riin Fowler注意到，尽管技术本身存在变化——从Smalltalk到CORBA，再到。Java和NET，但基本的设计思想并没有太多变化.可以加以适当调整，用来解决那些共同的问题。在一组专家级合作者的帮助下，作者将40多种经常出现的解决方案转化成模式，最终写成这本能够应用于任何一种企业应用平台的、关于解决方案的、不可或缺的手册。《企业应用架构模式》曾于2002年荣获美国软件开发杂志图书类的生产效率奖和读者选择奖。

《企业应用架构模式》涉及两部分内容。第一部分是关于如何开发企业应用的简单介绍。在阅读这部分时.读者可以从头到尾通读，以掌握《企业应用架构模式》的范围。第二部分是《企业应用架构模式》的主体，是关于模式的详细参考手册.每个模式都给出使用方法和实现信息，并配有详细的Java代码或C#代码的示例。此外，整《企业应用架构模式》中还用了大量UML图来进一步阐明有关概念。

《企业应用架构模式》主要内容：

将企业应用分层

组织企业业务逻辑的主要方法

在对象和关系数据库之间进行映射的深层次解决方案

通过模型一视图一控制器来组织Web表现

处理跨多事务的数据的并发问题

设计分布式对象接口

作者简介

福勒（Martin Fower），是一位独立咨询顾问，他运用对象技术解决企业问题已经超过十年。他的顾问领域包括健康管理、金融贸易，以及法人财务。他的客户包括Chrysler，Citibank，UK National Health Service，AndersenConsulting，NetscapeCommunications。此外Fowler也是objects、UML、patterns技术的一位合格讲师，他是《AnalysisPatterns》和《UML Distilled》的作者。

译者序

前言

模式列表

引言 1

0.1 架构 1

0.2 企业应用 2

0.3 企业应用的种类 3

0.4 关于性能的考虑 4

0.5 模式 6

0.5.1 模式的结构 7

0.5.2 模式的局限性 9

第一部分表述

第1章分层 12

1.1 企业应用中层次的演化 13

1.2 三个基本层次 14

1.3 为各层选择运行环境 15

第2章组织领域逻辑 19

2.1 抉择 22

2.2 服务层 23

第3章映射到关系数据库 25

.3.1 架构模式 25

3.2 行为问题 28

3.3 读取数据 29

3.4 结构映射模式 30

3.4.1 关系的映射 30

3.4.2 继承 33

3.5 建立映射 34

3.6 使用元数据 35

3.7 数据库连接 36

3.8 其他问题 38

3.9 进一步阅读 38

第4章 Web表现层 39

4.1 视图模式 41

4.2 输入控制器模式 43

4.3 进一步阅读 43

第5章并发 45

5.1 并发问题 45

5.2 执行语境 46

5.3 隔离与不变性 47

5.4 乐观并发控制和悲观并发控制 48

5.4.1 避免不一致读 49

5.4.2 死锁 49

5.5 事务 50

5.5.1 ACID 51

5.5.2 事务资源 51

5.5.3 减少事务隔离以提高灵活性 52

5.5.4 业务事务和系统事务 53

5.6 离线并发控制的模式 54

5.7 应用服务器并发 55

5.8 进一步阅读 56

第6章会话状态 57

6.1 无状态的价值 57

6.2 会话状态 58

6.3 存储会话状态的方法 59

第7章分布策略 61

7.1 分布对象的诱惑 61

7.2 远程接口和本地接口 62

7.3 必须使用分布的情况 63

7.4 关于分布边界 64

7.5 分布接口 64

第8章通盘考虑 67

8.1 从领域层开始 67

8.2 深入到数据源层 68

8.2.1 事务脚本的数据源 68

8.2.2 表模块的数据源 69

8.2.3 领域模型的数据源 69

8.3 表现层 69

8.4 一些关于具体技术的建议 70

8.4.1 Java和J2EE 70

8.4.2 .NET 71

8.4.3 存储过程 71

8.4.4 Web Services 72

8.5 其他分层方式 72

第二部分模式

第9章领域逻辑模式 76

9.1 事务脚本（Transaction Script） 76

9.1.1 运行机制 76

9.1.2 使用时机 77

9.1.3 收入确认问题 78

9.1.4 例：收入确认（Java） 78

9.2 领域模型（Domain Model） 81

9.2.1 运行机制 81

9.2.2 使用时机 83

9.2.3 进一步阅读 83

9.2.4 例：收入确认（Java） 84

9.3 表模块（Table Module） 87

9.3.1 运行机制 88

9.3.2 使用时机 90

9.3.3 例：基于表模块的收入确认（C#） 90

9.4 服务层（Service Layer） 93

9.4.1 运行机制 94

9.4.2 使用时机 96

9.4.3 进一步阅读 96

9.4.4 例：收入确认（Java） 96

第10章数据源架构模式 101

10.1 表数据入口（Table Data Gateway） 101

10.1.1 运行机制 101

10.1.2 使用时机 102

10.1.3 进一步阅读 102

10.1.4 例：人员入口（C#） 103

10.1.5 例：使用数据集（C#） 104

10.2 行数据入口（Row Data Gateway） 106

10.2.1 运行机制 107

10.2.2 使用时机 108

10.2.3 例：人员记录（Java） 108

10.2.4 例：领域对象的数据保持器（Java） 111

10.3 活动记录（Active Record） 112

10.3.1 运行机制 112

10.3.2 使用时机 113

10.3.3 例：一个简单的Person类（Java） 113

10.4 数据映射器（Data Mapper） 115

10.4.1 运行机制 116

10.4.2 使用时机 119

10.4.3 例：一个简单的数据映射器（Java） 119

10.4.4 例：分离查找方法（Java） 123

10.4.5 例：创建一个空对象（Java） 126

第11章对象－关系行为模式 129

11.1 工作单元（Unit of Work） 129

11.1.1 运行机制 129

11.1.2 使用时机 133

11.1.3 例：使用对象注册的工作单元（Java） 134

11.2 标识映射（Identity Map） 137

11.2.1 运行机制 137

11.2.2 使用时机 139

11.2.3 例：标识映射中的方法（Java） 139

11.3 延迟加载（Lazy Load） 140

11.3.1 运作机制 140

11.3.2 使用时机 142

11.3.3 例：延迟初始化（Java） 142

11.3.4 例：虚代理（Java） 142

11.3.5 例：使用值保持器（Java） 144

11.3.6 例：使用重影（C#） 144

第12章对象－关系结构模式 151

12.1 标识域（Identity Field） 151

12.1.1 工作机制 151

12.1.2 使用时机 154

12.1.3 进一步阅读 154

12.1.4 例：整型键（C#） 154

12.1.5 例：使用键表（Java） 155

12.1.6 例：使用组合键（Java） 157

12.2 外键映射（Foreign Key Mapping） 166

12.2.1 运行机制 167

12.2.2 使用时机 169

12.2.3 例：单值引用（Java） 169

12.2.4 例：多表查询（Java） 172

12.2.5 例：引用集合（C#） 173

12.3 关联表映射（Association Table Mapping） 175

12.3.1 运行机制 176

12.3.2 使用时机 176

12.3.3 例：雇员和技能（C#） 177

12.3.4 例：使用直接的SQL（Java） 179

12.3.5 例：用一次查询查多个雇员（Java） 182

12.4 依赖映射（Dependent Mapping） 186

12.4.1 运行机制 186

12.4.2 使用时机 187

12.4.3 例：唱片和曲目（Java） 188

12.5 嵌入值（Embedded Value） 190

12.5.1 运行机制 190

12.5.2 使用时机 190

12.5.3 进一步阅读 191

12.5.4 例：简单值对象（Java） 191

12.6 序列化LOB（Serialized LOB） 192

12.6.1 运行机制 193

12.6.2 使用时机 194

12.6.3 例：在XML中序列化一个部门层级（Java） 194

12.7 单表继承（Single Table Inheritance） 196

12.7.1 运行机制 197

12.7.2 使用时机 197

12.7.3 例：运动员的单表（C#） 198

12.7.4 从数据库中加载对象 199

12.8 类表继承（Class Table Inheritance） 202

12.8.1 运行机制 202

12.8.2 使用时机 203

12.8.3 进一步阅读 203

12.8.4 例：运动员和他们的家属（C#） 203

12.9 具体表继承（Concrete Table Inheritance） 208

12.9.1 运行机制 209

12.9.2 使用时机 210

12.9.3 例：具体运动员（C#） 210

12.10 继承映射器（Inheritance Mappers） 214

12.10.1 运行机制 215

12.10.2 使用时机 216

第13章对象－关系元数据映射模式 217

13.1 元数据映射（Metadata Mapping） 217

13.1.1 运行机制 217

13.1.2 使用时机 218

13.1.3 例：使用元数据和反射（Java） 219

13.2 查询对象（Query Object） 224

13.2.1 运行机制 225

13.2.2 使用时机 225

13.2.3 进一步阅读 226

13.2.4 例：简单的查询对象（Java） 226

13.3 资源库（Repository） 228

13.3.1 运行机制 229

13.3.2 使用时机 230

13.3.3 进一步阅读 231

13.3.4 例：查找一个人所在的部门（Java） 231

13.3.5 例：资源库交换策略（Java） 231

第14章 Web表现模式 233

14.1 模型－视图－控制器（Model View Controller） 233

14.1.1 运行机制 233

14.1.2 使用时机 234

14.2 页面控制器（Page Controller） 235

14.2.1 运行机制 235

14.2.2 使用时机 236

14.2.3 例：Servlet控制器和JSP视图的简单演示（Java） 236

14.2.4 例：使用JSP充当处理程序（Java） 238

14.2.5 例：代码隐藏的页面控制器（C#） 241

14.3 前端控制器（Front Controller） 243

14.3.1 运行机制 244

14.3.2 使用时机 245

14.3.3 进一步阅读 246

14.3.4 例：简单的显示（Java） 246

14.4 模板视图（Template View） 248

14.4.1 运行机制 249

14.4.2 使用时机 251

14.4.3 例：分离的控制器，使用JSP充当视图（Java） 252

14.4.4 例：服务器页面（C#） 253

14.5 转换视图（Transform View） 256

14.5.1 运行机制 256

14.5.2 使用时机 257

14.5.3 例：简单的转换（Java） 257

14.6 两步视图（Two Step View） 259

14.6.1 运行机制 259

14.6.2 使用时机 260

14.6.3 例：两阶XSLT（XSLT） 264

14.6.4 例：JSP和定制标记（Java） 266

14.7 应用控制器（Application Controller） 269

14.7.1 运行机制 270

14.7.2 使用时机 271

14.7.3 进一步阅读 271

14.7.4 例：状态模型应用控制器（Java） 271

第15章分布模式 275

15.1 远程外观（Remote Facade） 275

15.1.1 运行机制 276

15.1.2 使用时机 278

15.1.3 例：使用Java语言的会话bean来作为远程外观（Java） 278

15.1.4 例：Web Service（C#） 281

15.2 数据传输对象（Data Transfer Object） 285

15.2.1 运行机制 285

15.2.2 使用时机 288

15.2.3 进一步阅读 289

15.2.4 例：传输唱片信息（Java） 289

15.2.5 例：使用XML实现序列化（Java） 293

第16章离线并发模式 295

16.1 乐观离线锁（Optimistic Offline Lock） 295

16.1.1 运行机制 296

16.1.2 使用时机 298

16.1.3 例：领域层与数据映射器（Java） 298

16.2 悲观离线锁（Pessimistic Offline Lock） 302

16.2.1 运行机制 303

16.2.2 使用时机 305

16.2.3 例：简单锁管理对象（Java） 305

16.3 粗粒度锁（Coarse-Grained Lock） 310

16.3.1 运行机制 310

16.3.2 使用时机 312

16.3.3 例：共享的乐观离线锁（Java） 312

16.3.4 例：共享的悲观离线锁（Java） 316

16.3.5 例：根对象乐观离线锁（Java） 317

16.4 隐含锁（Implicit Lock） 318

16.4.1 运行机制 318

16.4.2 使用时机 319

16.4.3 例：隐含的悲观离线锁（Java） 319

第17章会话状态模式 321

17.1 客户会话状态（Client Session State） 321

17.1.1 运行机制 321

17.1.2 使用时机 322

17.2 服务器会话状态（Server Session State） 322

17.2.1 运行机制 322

17.2.2 使用时机 324

17.3 数据库会话状态（Database Session State） 324

17.3.1 运行机制 324

17.3.2 使用时机 325

第18章基本模式 327

18.1 入口（Gateway） 327

18.1.1 运行机制 327

18.1.2 使用时机 328

18.1.3 例：私有消息服务的入口（Java） 329

18.2 映射器（Mapper） 331

18.2.1 运行机制 332

18.2.2 使用时机 332

18.3 层超类型（Layer Supertype） 332

18.3.1 运行机制 332

18.3.2 使用时机 333

18.3.3 例：领域对象（Java） 333

18.4 分离接口（Separated Interface） 333

18.4.1 运行机制 334

18.4.2 使用时机 335

18.5 注册表（Registry） 335

18.5.1 运行机制 336

18.5.2 使用时机 337

18.5.3 例：单子注册表（Java） 337

18.5.4 例：线程安全的注册表（Java） 338

18.6 值对象（Value Object） 339

18.6.1 运行机制 339

18.6.2 使用时机 340

18.7 货币（Money） 340

18.7.1 运行机制 341

18.7.2 使用时机 342

18.7.3 例：货币类（Java） 343

18.8 特殊情况（Special Case） 346

18.8.1 运行机制 347

18.8.2 使用时机 347

18.8.3 进一步阅读 347

18.8.4 例：一个简单的空对象（C#） 347

18.9 插件（Plugin） 348

18.9.1 运行机制 349

18.9.2 使用时机 350

18.9.3 例：ID生成器（Java） 350

18.10 服务桩（Service Stub） 352

18.10.1 运行机制 352

18.10.2 使用时机 353

18.10.3 例：销售税服务（Java） 353

18.11 记录集（Record Set） 355

18.11.1 运行机制 355

18.11.2 使用时机 356

参考文献 359

序言

“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。”

—Christopher Alexander

本书是面向对象大师Martin Fowler继《Analysis Patterns》、《UML Distilled》、《Planning Extreme Programming》、《Refactoring》之后的又一力作。

“温故而知新”。Fowler在本书中再次向我们证明了《礼记》中这句古训的震撼力—他在回头审视自己及同仁多年来从事企业应用开发的经验和教训后，归纳总结了40多种企业应用架构的设计模式。这些模式从不同层次、不同侧面向我们展示了什么是好的企业应用架构？如何设计好的企业应用？

正如作者自己所言，企业应用在某些方面比其他软件（如电信通信软件）复杂得多：纷繁复杂的企业数据、“不合逻辑”的业务规则、变化莫测的用户需求，等等。环顾四周—CORBA、J2EE、.NET—企业应用开发技术可谓“前仆后继、层出不穷”，开发平台的种类之多就更不必说。

招式套路可以千变万化，扎实深厚的“内功”却是始终如一！虽然企业应用涉及的软件技术不断翻新，但是基本的架构及设计思想却没有太多变化。将以前行之有效的设计思路和方法加以适当调整，并应用到当前的问题上，是最高效的做法。在一组专家级合作者的帮助下，Martin将40多种经常出现的解决方案转化成模式，最终融会成这本“内功心法”。在仔细研读、用心揣摩本书之后，希望它能够帮助你应对任何一种企业应用平台，驾驭任何一种企业应用技术—无论是现在的技术还是未来的技术。

熟悉Fowler的读者都知道，这位大师的写作风格可谓是“深入浅出，娓娓道来”。本书也是一样。前8章是关于企业应用的背景知识，如分层架构、Web表现、业务逻辑、数据库映射、并发、会话、分布策略，等等。在此基础上，随后的各章分别对与这些背景知识相关的设计模式进行了详细的介绍。与其他设计模式的书一样，本书从模式的使用场景、解决方案、UML表示等方面予以介绍，详略有致。就连示例的编程语言的选取—Java和C#—也是与他的写作风格一脉相承的。

夜已深，窗外依旧是绵绵不断的早春小雨。让我们酌一杯清茶，一起来品味大师的话，一起来品味“源于实践、指导实践”的苦涩与甘甜—

“模式的关键点是它们源于实践。必须观察人们的工作过程，发现其中好的设计，并找出‘这些解决方案的核心’。这不是一个简单的过程，但是一旦发现了某个模式，它将是非常有价值的。对于我来说，价值之一是能够撰写这样一本参考书。你不必通读本书的全部内容，也不必通读任何一本有关模式的书。只需要了解到这些模式都是干什么的、它们解决什么问题、它们是如何解决问题的，就足够了。这样，一旦你碰到类似问题，就可以从书中找出相应的模式。那时，你再深入了解相应的模式也为时不晚。”

文摘

我虽然没有从事过早期批处理系统时期的任何工作，但我认为当时的软件工作人员不会太关注层次的概念，只要编写操作某些文件（ISAM、VSAM等）格式的程序，这就是当时的应用。它不需要层次。

20世纪90年代，随着客户/服务器系统的出现，分层的概念更明显了。这样的系统是一种两个层次的系统：客户端包括用户界面和其他应用代码，服务器端通常是关系型数据库。常见的客户端工具如VB、PowerBuilder和Delphi。这些工具使得构建数据密集型应用非常容易。因为它们的用户界面控件通常都是SQL感知的。因此，可以通过将控件拖拽到“设计区域”来建立界面，然后再使用属性表单把控件连接到后台数据库。

如果应用仅仅包括关系数据的简单显示和修改，那么这种客户/服务器系统的工作方式非常合适。问题来自领域逻辑：如业务规则、验证、计算等。通常，人们会把它们写在客户端，但是这样很笨拙，并且往往把领域逻辑直接嵌入到用户界面。随着领域逻辑的不断复杂化，这些代码将越来越难以使用。而且，这样做很容易产生冗余代码，这意味着简单的变化都会导致要在很多界面中寻找相似代码。

另外一种办法是把这些领域逻辑放到数据库端，作为存储过程。但是，存储过程只提供有限的结构化机制，这将再次导致笨拙的代码。而且，很多人喜欢关系型数据库的原因之一是SQL是一个标准，允许他们更换数据库厂商。尽管真正更换数据库厂商的用户寥寥无几，但还是有很多人希望拥有这种选择，并且没有太大的附加代价。由于存储过程都是数据库厂商私有的，因此普通用户被剥夺了这种选择权。

在客户/服务器方式逐渐大众化的同时，面向对象方式开始崛起。面向对象为领域逻辑的问题找到了答案：转到三层架构的系统。在这种方式下，在表现层实现用户界面，在领域层实现领域逻辑，在数据源层存取数据。这种方式使你可以将复杂的领域逻辑从界面代码中抽取出来，单独放到中间层，用对象加以建模和组织。

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