Каталог статей

• • • 1. Трехуровневая архитектура
    • 2. Spring-фреймворк
    • 3. Микросервисная архитектура
    • 4. Java EE（Enterprise Edition）
    • 5. Адаптивная архитектура
    • 6. Архитектура больших данных
    • 7. Доменно-ориентированное проектирование (DDD)
    • 8. Архитектура разработки Android
    • в заключение

🎉Добро пожаловать в Маршрут изучения Колонка Java~Создание современных приложений: обзор популярных архитектур на Java

• ☆* o(≧▽≦)o *☆Привет~Я ОНО·Чэнь Хань🍹
• ✨Домашняя страница блога：IT·Блог Чен Хана
• 🎈Рубрика этой серии статей：Маршрут изучения Java
• 📜Другие столбцы：Маршрут изучения Java Советы по собеседованию на Java Практические проекты по Java AIGCИскусственный интеллект Изучение структуры данных
• 🍹У автора статьи ограничены навыки и уровень. Если в статье есть ошибки, надеюсь, вы их исправите🙏.
• 📜 приветствую всехсосредоточиться на！ ❤️

Являясь языком программирования, широко используемым при разработке приложений корпоративного уровня, Java имеет множество зрелых архитектур и платформ для создания приложений различного размера. В этой статье будут представлены наиболее часто используемые архитектуры в Java. Эти архитектуры обладают превосходной производительностью в различных сценариях, охватывая эволюцию от традиционной трехуровневой архитектуры до современной микросервисной архитектуры.

1. Трехуровневая архитектура

Трехуровневая архитектура — это классическая архитектура приложения, которая делит приложение на три основные части:

• Уровень представления: Уровень представления обычно представляет собой интерфейс, через который пользователи взаимодействуют с приложением, которое может быть веб-интерфейсом, мобильным приложением или настольным приложением. В Java общие технологии уровня представления включают JavaServer. Pages (JSP), сервлеты и современные интерфейсы, такие как React и Angular.
• Уровень бизнес-логики: Уровень бизнес-логики содержит основные функции приложения и код, обрабатывающий бизнес-логику. В Java классы Java и EJB (Enterprise JavaBeans) для реализации бизнес-логики.
• Уровень доступа к данным: Уровень доступа к данным отвечает за взаимодействие с базой данных или другим хранилищем данных и выполнение операций чтения и записи данных. В Java общие технологии доступа к данным включают Java Persistence API (JPA) и Hibernate.

Основные понятия: Трехуровневая архитектура делит приложение на три основных уровня, включая уровень представления (Presentation Layer). Уровень), уровень бизнес-логики (Бизнес Logic Уровень), уровень доступа к данным (Data Access Слой). Эта архитектура помогает разделить различные функции приложения, упрощая его обслуживание и расширение.

преимущество:

• Четкая многослойная структура.
• Легко поддерживать и расширять.
• Высокая возможность повторного использования.

испытание:

• Возможно, есть узкое место в производительности.
• Накладные расходы на связь.

Пример кода:

Предположим, у нас есть простая система управления студентами, мы можем использовать трехуровневую архитектуру для организации кода. Вот пример кода:

// Presentation Layer
public class StudentController {
    private StudentService studentService;

    public StudentController() {
        this.studentService = new StudentService();
    }

    public void addStudent(String name, int age) {
        studentService.addStudent(name, age);
    }
}

// Business Logic Layer
public class StudentService {
    private StudentRepository studentRepository;

    public StudentService() {
        this.studentRepository = new StudentRepository();
    }

    public void addStudent(String name, int age) {
        // Добавьте бизнес-логику
        Student student = new Student(name, age);
        studentRepository.save(student);
    }
}

// Data Access Layer
public class StudentRepository {
    public void save(Student student) {
        // Операции с базой данных
    }
}

Преимущества трехуровневой архитектуры — ее наглядность и ремонтопригодность. Каждый уровень имеет четко определенные обязанности, что упрощает разработку и поддержку приложения. Но в больших и сложных приложениях могут возникнуть проблемы жесткой связи между слоями.

2. Spring-фреймворк

Spring framework — это облегченная среда разработки, широко используемая в Java-приложениях. Он обеспечивает гибкий способ создания приложений корпоративного уровня, включая следующие ключевые функции:

• Внедрение зависимостей: Springрамка отделяет зависимости между компонентами от кода посредством внедрения зависимостей. Такой подход улучшает тестируемость и удобство сопровождения кода.
• Аспектно-ориентированное программирование (АОП): Spring поддерживает АОП, позволяя разрабатывать перекрестные фокусы. точки (такие как журналирование, управление транзакциями) отделены от основной логики приложения.
• Интегрируйте различные стеки технологий: Spring может интегрировать множество различных технологий, включая доступ к базам данных, обмен сообщениями, безопасность, веб-развивание и т. д. Весна Boot является частью экосистемы Spring и упрощает создание независимых, автономных приложений промышленного уровня.
• Spring Cloud： Spring Облако предоставляет инструменты и шаблоны для построения распределенных систем, включая обнаружение сервисов, балансировку нагрузки, автоматические выключатели, распределенную конфигурацию и т. д.

Spring Основные понятия: Spring Framework — это легкая и комплексная платформа Java для создания приложений корпоративного уровня. Он обеспечивает внедрение зависимостей, аспектно-ориентированное программирование, управление транзакциями и другие функции, делающие разработку более простой и модульной.

преимущество:

• Яваразвивать упрощенно.
• Высокая проверяемость.
• Большие сообщества и богатые экосистемы.

испытание:

• Начальная кривая обучения может быть крутой.

Пример кода:

Платформа Spring предоставляет множество модулей и компонентов, таких как Spring Boot, Spring MVC и Spring Data. Вот пример простого веб-приложения, созданного с помощью Spring Boot:

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping("/")
    public String hello() {
        return "Hello, World!";
    }
}

@SpringBootApplication
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

Преимуществом среды Spring является ее гибкость и масштабируемость. Она поддерживает различные архитектуры и сценарии приложений и подходит для приложений любого размера.

Spring BootОсновные понятия: Spring Boot — это платформа для создания автономных приложений Spring промышленного уровня. Он упрощает инициализацию и настройку приложений Spring, позволяя разработчикам быстрее запускать и запускать свои приложения.

преимущество:

• Быстро встаньте и бегите.
• Встроенный веб-сервер.
• Автоматизированная конфигурация и соглашения лучше, чем конфигурация.

испытание:

• Возможно, существует чрезмерная зависимость от автоматической настройки.

Пример кода:

Вот пример веб-сервиса RESTful, созданного с помощью Spring Boot:

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping("/")
    public String hello() {
        return "Hello, World!";
    }
}

@SpringBootApplication
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

3. Микросервисная архитектура

Микросервисная архитектура — это сервис-ориентированный архитектурный стиль, в котором приложения разбиваются на небольшие сервисы, каждый из которых имеет собственную независимую бизнес-логику и базу данных. Эти сервисы взаимодействуют через API и могут разрабатываться, развертываться и масштабироваться независимо.

В Java архитектура микросервисов обычно создается с использованием Spring Boot и Spring Cloud. Spring Boot упрощает создание и развертывание микросервисов, а Spring Cloud предоставляет набор инструментов для решения распространенных проблем в архитектуре микросервисов, таких как регистрация и обнаружение сервисов, балансировка нагрузки, режим автоматического выключателя и т. д.

Основные понятия: Архитектура микросервисов — это архитектура, которая разделяет приложения на небольшие независимые сервисы. Каждый микросервис работает в своем собственном процессе и может использовать разные стеки технологий. Микросервисы взаимодействуют через API или обмен сообщениями.

микросервисы Архитектураизпреимущество:

• гибкость: Каждый микросервис можно независимо разрабатывать, развертывать и масштабировать, что позволяет командам быстрее предоставлять функции.
• Масштабируемость: Каждый микросервис можно расширять независимо, корректируя ресурсы в соответствии с потребностями.
• Отказоустойчивость: Выход из строя одного микросервиса не влияет на все приложение.
• Техническое разнообразие: Разные микросервисы могут использовать разные стеки технологий для удовлетворения разных потребностей.

испытание:

• Сложность распределенных систем.
• Управление связью между сервисами.
• Сложности мониторинга и устранения неполадок.

Пример кода:

Предположим, у нас есть приложение электронной коммерции, которое можно создать с использованием архитектуры микросервисов. Вот пример кода:

// Обслуживание пользователей
@RestController
public class UserServiceController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/users/{userId}")
    public User getUser(@PathVariable String userId) {
        return userService.getUser(userId);
    }
}

@Service
public class UserService {
    public User getUser(String userId) {
        // Получить информацию о пользователе из базы данных или другого сервиса
    }
}

// Заказать услугу
@RestController
public class OrderServiceController {
    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @PostMapping("/orders")
    public void createOrder(@RequestBody Order order) {
        orderService.createOrder(order);
    }
}

@Service
public class OrderService {
    public void createOrder(Order order) {
        // Обработка логики создания заказа
    }
}

Но микросервисная архитектура также создает проблемы, такие как сложность распределенных систем, накладные расходы на связь между сервисами и сложность мониторинга.

4. Java EE（Enterprise Edition）

Java EE — это версия платформы Java корпоративного уровня, предоставляющая набор спецификаций для создания больших, распределенных и масштабируемых приложений. Java EE включает в себя различные технологии, такие как сервлеты, JSP, EJB, JMS (служба сообщений Java), JPA и CDI (внедрение контекстов и зависимостей) для разработки приложений корпоративного уровня.

Основные понятия: Java EE — это версия платформы Java корпоративного уровня для создания больших, распределенных и масштабируемых приложений. Он включает в себя множество спецификаций, таких как сервлеты, JSP, EJB, JMS, JPA и CDI, для разработки приложений уровня предприятия.

преимущество:

• Функции корпоративного уровня, такие как управление транзакциями и безопасность.
• Масштабируемость для больших приложений.
• Богатые библиотеки и поддержка фреймов.

испытание:

• Сложность настройки и управления.
• Он сложнее облегченного каркаса.

Пример кода:

Предположим, мы разрабатываем систему онлайн-банкинга, которую можно построить с использованием Java EE. Вот пример кода:

// Servlet
@WebServlet("/account")
public class AccountServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // Обработать информацию об аккаунте
    }
}

// EJB
@Stateless
public class AccountService {
    @PersistenceContext
    private EntityManager entityManager;

    public void transferMoney(Account from, Account to, double amount) {
        // Выполнить логику передачи
    }
}

Преимуществом Java EE является его стабильность и масштабируемость, что подходит для создания крупных приложений корпоративного уровня. Но обычно он требует большей настройки и управления и более сложен, чем облегченные платформы.

5. Адаптивная архитектура

Реактивная архитектура — это архитектурный стиль для создания приложений асинхронным и управляемым событиями способом, направленным на высокую степень масштабируемости и производительности. Реактивное программирование на Java часто использует библиотеки ReactiveX, такие как RxJava, и среду Spring Reactor.

Ключевые особенности адаптивной архитектуры

1. Эластичность：Реактивные приложения автоматически масштабируются вверх или вниз в зависимости от нагрузки.。Это означает, что во время высокой нагрузки можно выделить больше ресурсов.,И может освобождать ресурсы при низкой нагрузке,для обеспечения производительности и эффективности.
2. Управляемый сообщениями：Адаптивные приложения обычно используютобмен сообщениямимеханизм общения,Это помогает уменьшить связь,и обеспечивает свободную интеграцию между компонентами.
3. Устойчивая отказоустойчивость：Реактивные системы способны обрабатывать сбои,и продолжать работать с возможностью восстановления. Обычно это включает в себя механизмы отказоустойчивости, автоматические повторные попытки и изоляцию ошибок.

Адаптивная архитектура

Давайте рассмотрим сценарий веб-сайта электронной коммерции. Веб-сайт должен был обеспечивать единообразный пользовательский опыт на разных устройствах, включая настольные компьютеры, планшеты и мобильные устройства. Для реализации адаптивной архитектуры можно использовать интерфейсные платформы, такие как React или Angular, для создания пользовательских интерфейсов. Эти платформы позволяют автоматически настраивать макет и контент в зависимости от размера и разрешения экрана устройства. Кроме того, серверная часть может использовать архитектуру микросервисов для обеспечения отказоустойчивости и гибкой обработки сбоев.

// Пример: адаптивные внешние компоненты
import React from 'react';

function ProductList(props) {
    return (
        <div className="product-list">
            {props.products.map(product => (
                <div key={product.id} className="product">
                    <img src={product.image} alt={product.name} />
                    <h3>{product.name}</h3>
                    <p>{product.description}</p>
                </div>
            ))}
        </div>
    );
}

export default ProductList;

Преимущество реактивной архитектуры заключается в том, что она может обрабатывать большое количество одновременных запросов и обеспечивать ответы с малой задержкой. Он подходит для создания приложений, требующих высокой производительности и производительности в реальном времени, таких как онлайн-игры, системы финансовой торговли и крупномасштабная обработка данных.

6. Архитектура больших данных

С развитием технологий больших данных Java также играет важную роль в области больших данных. Hadoop и Spark — две широко используемые платформы обработки больших данных, использующие Java в качестве основного языка программирования.

Что такое архитектура больших данных?

Архитектура больших данных — это подход к проектированию и управлению системами крупномасштабной обработки и хранения данных. Эта архитектура предназначена для обработки больших объемов данных из различных источников, включая структурированные и неструктурированные данные. Целью архитектуры больших данных является достижение высокой производительности, высокой доступности и высокой масштабируемости для поддержки сложных задач анализа и анализа данных.

Ключевые особенности архитектуры больших данных

1. Распределенное хранилище：Системы больших данных часто используют технологию распределенного хранения.,нравитьсяHadoop HDFS или Amazon S3 для хранения данных и обеспечения избыточности и отказоустойчивости.
2. Пакетная и потоковая обработка：большие данные Архитектура Поддерживает пакетную и потоковую обработку,Для обработки статических данных и данных в реальном времени. Для этих целей используются Apache Spark и Apache Tools, такие как Kafka.
3. Распределенные вычисления：большие данные Система использует несколько компьютеров.из Несколько узлов для параллельной обработки данных。Это может значительно улучшить производительность вычислений.。

Кейс по архитектуре больших данных

Рассмотрим платформу социальных сетей, которая ежедневно генерирует миллиарды сообщений, публикуемых пользователями. Чтобы анализировать поведение пользователей и предоставлять персонализированный контент, необходимо построить архитектуру больших данных. Архитектура использует Apache Kafka для сбора потоков данных в реальном времени, хранит данные в Hadoop HDFS и использует Apache Spark для пакетной и потоковой обработки. Это позволяет платформе быстро реагировать на взаимодействие с пользователем и предоставлять рекламодателям таргетированную рекламу.

// Пример: использование Apache Искра для анализа данных
val rawData = spark.read.textFile("hdfs://path/to/data")
val wordCounts = rawData
  .flatMap(line => line.split(" "))
  .groupBy("word")
  .count()
wordCounts.show()

Hadoop обеспечивает возможности распределенного хранения и пакетной обработки, а также подходит для автономного анализа крупномасштабных данных. Spark обеспечивает высокопроизводительные вычислительные возможности в памяти и поддерживает итеративную обработку и обработку потока данных в реальном времени.

7. Доменно-ориентированное проектирование (DDD)

Доменно-ориентированное проектирование — это подход к разработке программного обеспечения, в котором упор делается на отображение бизнес-логики и моделей данных непосредственно в коде. В Java существует множество фреймворков и инструментов, таких как Hibernate и Spring Data, для поддержки предметно-ориентированного проектирования.

Что такое предметно-ориентированное проектирование (DDD)?

Проектирование на основе предметной области — это подход к проектированию программного обеспечения, который фокусируется на глубоком понимании и моделировании проблемной области (обычно бизнес-сферы) и отображении этих моделей в программном обеспечении. Цель DDD — создать модель предметной области с высокой связностью и низкой связанностью, чтобы лучше соответствовать потребностям бизнеса.

Ключевые концепции предметно-ориентированного проектирования

1. Домен：воротник Домен — проблемное пространствоизчасть,Включает бизнес-правила, сущности, объекты значений и агрегаты. В ДДД,воротник

Домен — это ядро.

1. Сущность：сущностьэто уникальный идентификаторизворотникобъект домена,Его состояние и поведение определяются флагами.
2. Объект значения：Объекты-значения не имеют уникального идентификатора.изворотникобъект домена,Равенство определяется с точки зрения атрибутов, а не идентичности.

Вариант доменно-ориентированного проектирования

Рассмотрим платформу электронной коммерции. На этой платформе товары являются важной областью. Используя проектирование на основе предметной области, вы можете создать модель предметной области продукта, включающую сущности (например, продукты) и объекты значений (например, цены). Это помогает лучше управлять запасами, стратегиями ценообразования и заказами.

// Пример: Модель предметной области продукта
public class Product {
    private Long id;
    private String name;
    private Price price;

    // Опустить другие свойства и методы
}

public class Price {
    private BigDecimal amount;
    private Currency currency;

    // Опустить другие свойства и методы
}

Основные концепции предметно-ориентированного проектирования включают агрегаты, сущности, объекты значений и предметные сервисы, которые помогают разработчикам лучше понимать и моделировать сложные бизнес-домены.

8. Архитектура разработки Android

Для разработки мобильных приложений Java является важным языком программирования на платформе Android. При разработке Android обычно используются архитектурные шаблоны, такие как MVC (Модель-Представление-Контроллер) или MVVM (Модель-Представление-ViewModel).

Что такое архитектура разработки Android?

Архитектура разработки Android — это метод разработки приложений, специально предназначенный для создания мобильных приложений, работающих в операционной системе Android. Он подчеркивает удобство сопровождения, тестируемость и масштабируемость приложения. При разработке Android используются такие архитектурные шаблоны, как MVVM (Model-View-ViewModel) и MVP (Model-View-Presenter).

Ключевые понятия архитектуры разработки Android

1. Модель：Модель представляет приложениеиз Данные и бизнес-логика。Он не зависит от пользовательского интерфейса,и отвечает за сбор и обработку данных.
2. Вид：Представления — это пользовательские интерфейсыизвыражать。Он отвечает за отображение данных,и взаимодействовать с пользователями. в Android,Представления обычно определяются файлами макета XML.
3. Модель просмотра：Модель представления — это связь между моделью и представлением.изсредний слой。Он содержит необходимое представлениеизданные,и обрабатывать логику пользовательского интерфейса. ViewModel обычно используется с LiveData.,Чтобы уведомить представление при изменении данных.

Кейс по архитектуре разработки Android

Рассмотрим приложение для социальных сетей. Пользователи могут просматривать и публиковать сообщения, а также взаимодействовать с другими пользователями. Для реализации этого приложения можно использовать архитектуру MVVM. Модель отвечает за управление пользовательскими данными и публикациями, представление отображает список публикаций и пользовательский интерфейс, а ViewModel координирует сбор и отображение данных.

// Пример: ViewModel в Android
public class PostViewModel extends ViewModel {
    private LiveData<List<Post>> posts;

    public PostViewModel() {
        // Инициализируйте логику сбора данных
        posts = Repository.getPosts();
    }

    public LiveData<List<Post>> getPosts() {
        return posts;
    }
}

Разработка Android включает в себя множество аспектов, таких как дизайн пользовательского интерфейса, хранение данных, сетевое взаимодействие и т. д. Java предоставляет множество библиотек и инструментов, позволяющих сделать разработку приложений Android более эффективной.

в заключение

Являясь многоцелевым языком программирования, Java имеет богатую архитектуру и среду, способную удовлетворить потребности различных сценариев применения. От традиционной трехуровневой архитектуры до современной микросервисной архитектуры, адаптивной архитектуры и архитектуры больших данных — экосистема Java продолжает развиваться, адаптируясь к меняющимся потребностям разработки программного обеспечения.

Выбор архитектуры и платформы, соответствующих потребностям вашего проекта, является ключом к успешной разработке. Различные архитектуры имеют свои преимущества и проблемы, и разработчикам необходимо делать осознанный выбор, исходя из размера, требований к производительности и сложности проекта. Независимо от того, какую архитектуру вы выберете, Java предоставляет множество инструментов и библиотек, помогающих разработчикам создавать высококачественные приложения.

🧸Конец