架构师~软件分层设计总结

开发规范的整理

• RESTful Api规范
  
• 软件分层设计
  
• 数据实体划分
  
• 分层设计主流技术栈
  

1. RESTful Api规范

• 自解释，不要用驼峰，小写，单词之间用减号，URL路径使用单数还是复数没有要求，推荐复数
  
• 用户列表 GET /users
  
• 用户1的内容 GET /users/1
  
• 用户1的评论列表 GET /users/1/comments
  
• 添加用户 POST /users dto对象
  
• 编辑用户 PUT /users dto对象
  
• 删除用户1 DELETE /users/1
  

2. 软件分层设计

• api层，面向前端，请求日志记录，请求参数校验
  
• 业务层，与业务逻辑相关，业务校验，异常处理，数据组合
  
• 数据层，多种数据持久化的实现，面向接口的设计
  
• 基础设施层，通用的，公用的类库
  

graph TD    subgraph API层        A1[面向前端接口]        A2[请求日志记录]        A3[请求参数校验]    end    subgraph 业务层        B1[业务逻辑处理]        B2[业务校验]        B3[异常处理]        B4[数据组合]    end    subgraph 数据层        C1[接口定义]        C2[数据持久化实现]    end    subgraph 基础设施层        D1[通用工具类]        D2[公用类库]        D3[配置管理]        D4[第三方服务集成]    end    A1 --> B1    A2 --> B1    A3 --> B1    B1 --> C1    B2 --> C1    B3 --> C1    B4 --> C1    C1 --> C2    C2 --> D1    C2 --> D2    B1 --> D1    B1 --> D2    A1 --> D1    D1 --> D3    D2 --> D4    style API层 fill:#e1f5fe    style 业务层 fill:#f3e5f5    style 数据层 fill:#e8f5e8    style 基础设施层 fill:#fff3e03. 数据实体划分

• 我们以前后分离的主流开发模式来说明
  
• VO 后端返回给前端的对象
  
• DTO 前端传给后端的对象
  
• DO 数据库的对象(poco实体，可添加领域方法，限制调用外部资源，如几个字段的组合形成方法，字段按某个规则计算得到某个值的方法)
  

sequenceDiagram    participant User as 用户    participant Web as 网站前端    participant API as 后端API    participant DB as 数据库    User->>Web: 访问页面    Web->>API: GET /users    API->>DB: 查询用户列表    DB-->>API: 返回用户数据(vo)    API-->>Web: JSON响应    Web-->>User: 渲染页面    User->>Web: 提交表单    Web->>API: POST /users(dto)    API->>DB: 创建新用户    DB-->>API: 操作结果(vo)    API-->>Web: 201 Created    Web-->>User: 显示成功消息    Note over User,DB: 用户注册流程完成4. 分层设计主流技术栈

以下是基于软件分层架构中每个层次和功能类型的流行技术栈介绍：
flowchart LR    subgraph API层["API层 (面向前端)"]        direction LR        A1[Web框架
Spring Boot/MVC
Express.js
NestJS
FastAPI]        A2[API文档
Swagger/OpenAPI
Springdoc]        A3[参数验证
Hibernate Validator
Joi
class-validator]        A4[请求日志
Log4j/Logback
Winston
Morgan]    end    subgraph 业务层["业务层 (业务逻辑)"]        direction LR        B1[核心框架
Spring Framework
NestJS
Laravel]        B2[事务管理
Spring Transaction
TypeORM Transactions]        B3[规则引擎
Drools
Easy Rules]        B4[任务调度
XXL-Job
Quartz
Spring Scheduler
Bull]    end    subgraph 数据层["数据层 (数据持久化)"]        direction LR        C1[SQL数据库
MySQL/PostgreSQL
Hibernate/MyBatis
TypeORM/Sequelize]        C2[NoSQL数据库
MongoDB/Redis
Mongoose
Spring Data]        C3[搜索服务
Elasticsearch
Solr]        C4[文件存储
Amazon S3
MinIO]    end    subgraph 基础设施层["基础设施层 (通用工具)"]        direction LR        D1[依赖注入
Spring IoC
InversifyJS]        D2[配置管理
Spring Cloud Config
Consul
Apollo]        D3[消息队列
Kafka/RabbitMQ
Redis Streams]        D4[缓存
Redis/Memcached
Spring Cache]        D5[监控
Prometheus/Grafana
Spring Boot Actuator]        D6[安全
Spring Security
JWT
OAuth2]    end    API层 --> 业务层    业务层 --> 数据层    数据层 --> 基础设施层    API层 --> 基础设施层    业务层 --> 基础设施层API层技术栈

Web框架

• Java: Spring Boot/MVC, Jersey, Micronaut, Quarkus
  
• Node.js: Express.js, Koa, NestJS, Fastify
  
• Python: Django REST Framework, FastAPI, Flask
  
• Go: Gin, Echo, Beego
  
• PHP: Laravel, Symfony, Lumen
  

API文档

• Swagger/OpenAPI: 行业标准API文档规范
  
• Springdoc OpenAPI: Spring Boot应用的Swagger集成
  
• Redoc: 基于OpenAPI的可视化文档
  
• Postman: API开发和文档工具
  

参数验证

• Java: Hibernate Validator, Spring Validation
  
• Node.js: Joi, express-validator, class-validator
  
• Python: Pydantic, Marshmallow
  
• 通用: JSON Schema验证器
  

请求日志

• Java: Log4j, Logback, SLF4J
  
• Node.js: Winston, Morgan, Bunyan
  
• Python: Logging, Structlog
  
• 分布式追踪: Jaeger, Zipkin, SkyWalking
  

业务层技术栈

核心框架

• Java: Spring Framework, Jakarta EE, Micronaut
  
• Node.js: NestJS, LoopBack
  
• Python: Django, Celery(异步任务)
  
• PHP: Laravel, Symfony
  

事务管理

• Java: Spring Transaction Management, JTA
  
• Node.js: TypeORM事务, Sequelize事务
  
• Python: Django事务, SQLAlchemy会话管理
  
• 分布式事务: Seata, Atomikos
  

规则引擎

• Drools: Java规则引擎
  
• Easy Rules: 轻量级规则引擎
  
• Node-RED: 流式规则引擎
  
• JSON Rules Engine: 基于JSON的规则引擎
  

任务调度

• Java: XXL-Job, Quartz, Spring Scheduler
  
• Node.js: Agenda, Bull, Bree
  
• Python: Celery, APScheduler
  
• 分布式调度: ElasticJob, PowerJob
  

数据层技术栈

SQL数据库

• 数据库: MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server
  
• ORM框架:
  
  
  
  • Java: Hibernate, MyBatis, Spring Data JPA
    
  • Node.js: TypeORM, Sequelize, Prisma
    
  • Python: SQLAlchemy, Django ORM
    
  • PHP: Eloquent, Doctrine
    
  
  

NoSQL数据库

• 文档数据库: MongoDB, Couchbase
  
• 键值存储: Redis, etcd
  
• 列式存储: Cassandra, HBase
  
• 图形数据库: Neo4j, JanusGraph
  

搜索服务

• Elasticsearch: 分布式搜索和分析引擎
  
• Solr: 基于Lucene的搜索平台
  
• Algolia: SaaS搜索服务
  
• Meilisearch: 轻量级搜索引擎
  

文件存储

• 对象存储: Amazon S3, MinIO, Ceph
  
• 分布式文件系统: HDFS, GlusterFS
  
• 云存储: Google Cloud Storage, Azure Blob Storage
  

基础设施层技术栈

依赖注入

• Java: Spring IoC, Google Guice, Dagger
  
• Node.js: InversifyJS, Awilix, TypeDI
  
• Python: Dependency Injector, Injector
  
• C#: .NET Core DI, Autofac
  

配置管理

• Spring Cloud Config: 集中式配置管理
  
• Consul: 服务发现和配置
  
• Apollo: 携程开源的配置中心
  
• etcd: 分布式键值存储
  
• ZooKeeper: 分布式协调服务
  

消息队列

• Kafka: 高吞吐量分布式消息系统
  
• RabbitMQ: 开源消息代理软件
  
• RocketMQ: 阿里开源的消息队列
  
• ActiveMQ: Apache开源消息代理
  
• Redis Streams: Redis5.0+的消息队列功能
  

缓存

• Redis: 内存数据结构存储
  
• Memcached: 分布式内存对象缓存系统
  
• Ehcache: Java分布式缓存
  
• Spring Cache: 缓存抽象层
  

监控

• Prometheus: 开源监控系统
  
• Grafana: 指标分析和可视化平台
  
• Spring Boot Actuator: 应用监控和管理
  
• Micrometer: 应用指标门面
  
• SkyWalking: 应用性能监控系统
  

安全

• Spring Security: 认证和访问控制框架
  
• JWT: JSON Web Tokens身份验证
  
• OAuth2: 授权框架
  
• Keycloak: 开源身份和访问管理
  
• Apache Shiro: Java安全框架
  

总结

现代软件开发中，每个层次都有丰富的技术选择。选择合适的技术栈应考虑以下因素：

• 团队熟悉度: 选择团队熟悉的技术可以提高开发效率
  
• 项目需求: 根据项目规模、性能要求和业务特点选择
  
• 社区支持: 选择有活跃社区和良好文档的技术
  
• 生态系统: 考虑技术的完整生态系统和集成能力
  
• 长期维护: 选择有长期支持计划的技术
  

微服务架构下，这些技术栈通常会组合使用，形成完整的解决方案。例如，Spring Boot + Spring Cloud + MyBatis + Redis + Kafka + Prometheus是一个常见的Java微服务技术组合。

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