[TOC] ## 要点 1. 表现层: MVC, MVP, MVVM 模式 2. 中间层/业务层 1. 业务逻辑层 以 DAO(Data Access Object) 基础, 2. 使用 domain mdoel,service,control 框架 3. 数据访问层: ORM访问数据库,服务端使用资源池,工厂模式 考点 | 章节 | 考点内容 | 写作要点（以“我”为主） | 建议图表 | | --- | --- | --- | --- | | **1\. 项目背景与需求分析** | 1.1 实时性 + 高并发 + 多端同步 1.2 国产化兼容（UOS/麒麟/龙芯/金仓） 1.3 可定制化（权限、敏感词、导入格式） | “我分析需求后发现，传统单体架构无法满足多平台编译与快速迭代需求。” | 系统功能结构图 | | **2\. 分层架构选择与设计** | 2.1 为什么选 **分层** 而非 SOA/微服务 2.2 **四层划分**：表现层、接入层、业务层、数据层 2.3 各层职责与技术栈 | “我权衡后决定采用分层而非微服务，避免服务粒度过细导致运维复杂。” | **分层架构图（必画）** | | **3\. 各层详细设计（重头戏）** | **3.1 表现层（Client Layer）** → Qt 桌面客户端（C++） → PHP 管理后台（Web） | “我设计统一UI接口规范，Qt 与 Web 共用同一套消息协议。” | 客户端界面示意图 | | | **3.2 接入层（Access Layer）** → 登录服务 + API 服务（C++） → 长连接网关（WebSocket/自定义协议） | “我将登录与长连接抽象为接入层，屏蔽底层协议差异。” | 接入层时序图 | | | **3.3 业务层（Business Layer）** → 单聊、群组、文件、组织架构、状态服务 | “我将核心业务逻辑集中于业务层，每个服务为独立进程，通过消息队列解耦。” | 业务层服务交互图 | | | **3.4 数据层（Data Layer）** → 多数据库支持（MySQL/Oracle/金仓/达梦） → 文件存储 + 缓存（Redis） | “我设计数据库抽象层（DAL），通过配置文件切换数据库驱动。” | 数据层 ER 图或切换示意 | | **4\. 分层架构关键实现** | 4.1 层间通信机制（**JSON + Protobuf**） 4.2 国产化适配策略（**条件编译 + 动态库**） 4.3 敏感词检测下沉到业务层 | “我定义了统一的接口契约（IDL），接入层与业务层通过 Protobuf 序列化降低带宽。” | 通信协议格式表 | | **5\. 质量属性保障** | 5.1 **性能**：接入层异步IO + 业务层连接池 5.2 **可用性**：看门狗 + 心跳检测 5.3 **可移植性**：分层解耦 + 抽象接口 5.4 **安全性**：敏感词统一过滤 + 日志审计 | “我通过压测验证，单节点支持 5K 长连接，切换数据库仅需修改配置。” | 性能测试数据表 | | **6\. 风险与权衡** | 6.1 层间调用链路长 → 增加超时熔断 6.2 国产 CPU 浮点性能弱 → 避免复杂加密 | “我识别出层间延迟风险，引入服务熔断机制，故障恢复 < 3s。” | 风险-对策矩阵 | | **7\. 实施效果与总结** | 7.1 系统稳定运行 X 个月 7.2 支持 3 种国产数据库无缝切换 7.3 定制化开发周期缩短 40% | “实践证明，分层架构是本项目的最佳选择。” | 效果对比图 | 优点 | 优点 | 说明 | | ---------------- | --------------------------------------------- | | **1. 模块化强、职责清晰** | 每层都有明确的功能职责（如表示层、业务逻辑层、数据层），层间依赖关系清楚，易于理解与管理。 | | **2. 可维护性好** | 层次分明，修改某一层的逻辑时，只要接口不变，就不会影响其他层。 | | **3. 可复用性强** | 下层服务（如数据库访问、日志服务等）可以被上层多个模块复用。 | | **4. 易于扩展与测试** | 可以在不改变整体结构的前提下替换或新增某一层（例如替换数据库层或 UI 层）。 | | **5. 支持团队并行开发** | 不同团队可负责不同层的开发（如前端团队开发表示层，后端团队开发业务层）。 | | **6. 易于迁移与部署** | 每层通常可以独立部署或替换，便于系统在不同平台上运行。 | 缺点 | 缺点 | 说明 | | --------------- | ------------------------------------------ | | **1. 性能开销较大** | 数据或请求需要层层传递，可能造成延迟与资源浪费。 | | **2. 难以跨层访问** | 严格的层次限制可能导致某些功能实现效率低（如业务层必须经过中间层才能访问底层数据）。 | | **3. 不易灵活优化** | 一旦层次划分固定，系统优化（如合并某些逻辑、绕过某层）就会比较困难。 | | **4. 过度抽象风险** | 过多的中间层和接口封装会增加复杂度，使小型系统显得笨重。 | | **5. 层间耦合隐性存在** | 虽然理论上每层只依赖相邻层，但在实际开发中容易出现“跨层调用”，破坏架构稳定性。 | ## 论层次架构设计理论与实践——基于即时通讯系统 ## 摘要 根据企业内网即时通讯系统的需求，我所在的研发团队组织了该项目的开发。该系统支持文字发送、文件传输、权限控制、单点登录及组织架构管理，同时可满足用户的定制化需求。在项目中，我担任系统架构设计师，负责整体架构设计、模块划分、技术选型及规范制定等工作。本文从层次架构设计理论出发，结合即时通讯系统的实际应用，阐述了层次式架构设计的方法、各层职责及接口设计，并重点分析了该设计在系统可扩展性、性能优化及可靠性保障方面的实践效果。通过该项目的实施，验证了层次式架构在复杂企业级应用中的有效性，同时提出了进一步优化架构层次接口和提高模块独立性的改进方向。 ## 正文 ### 1\. 项目概述 2025 年，我公司承接了企业内网即时通讯系统的开发工作。该系统由管理后台、各平台客户端及服务端组成，其中桌面端采用 Qt 实现，服务端采用 C++ 实现，管理后台采用 PHP 开发。服务端主要包括登录服务、群组服务、组织架构服务、单聊服务、文件服务、状态服务器、API服务及看门狗服务。系统特点包括多数据库支持（MySQL、Oracle、金仓数据库、达梦数据库）、国产化操作系统及 CPU 支持、多格式数据导入、安全策略管理以及后台日志审计。 在项目中，我担任系统架构设计师，负责整体架构的定义、模块划分、数据流与控制流设计，并指导开发团队进行技术选型及规范制定。 * * * ### 2\. 层次架构设计理论 层次架构设计是一种将系统划分为若干逻辑层次，每层承担特定功能的设计方法。其主要优势包括： 1. **职责清晰**：每一层只关注自身职责，减少模块间耦合，提高可维护性。 2. **可扩展性强**：通过层间接口定义，新增功能可在不影响其他层的情况下实现。 3. **可复用性高**：底层功能模块可在多个业务场景下复用。 4. **便于分布式部署**：各层可根据负载独立扩展，提高系统性能和可用性。 层次架构通常包含以下层次： * **表示层（Presentation Layer）**：提供用户交互接口，包括 Web 前端和桌面客户端。 * **业务逻辑层（Business Logic Layer）**：处理核心业务逻辑，如消息发送、文件处理、权限验证等。 * **数据访问层（Data Access Layer）**：提供对数据库或其他存储系统的统一访问接口。 * **服务层（Service Layer）**：封装内部服务逻辑，实现服务注册、调用及监控。 在即时通讯系统中，层次架构的合理设计不仅保证了系统的可扩展性，还提高了高并发访问下的稳定性和可靠性。 * * * ### 3\. 系统层次设计实践 #### 3.1 模块划分 根据项目需求，我将系统划分为以下模块： * **登录服务**：负责用户身份验证及长连接保持。 * **群组服务**：管理群组创建、成员管理及消息分发。 * **组织架构服务**：管理企业组织信息及权限控制。 * **单聊服务**：实现点对点消息发送与接收。 * **文件服务**：提供文件上传、下载及安全扫描功能。 * **状态服务**：实时同步用户在线状态。 * **API 服务**：提供管理后台与客户端的接口支持。 * **看门狗服务**：监控服务运行状态，异常自动恢复。 各模块间通过消息队列实现异步通信，确保系统在高并发场景下的稳定运行。 #### 3.2 层间接口设计 我制定了统一的接口规范，包括数据结构、消息格式及调用协议。层间接口设计遵循以下原则： 1. **高内聚低耦合**：业务逻辑层与数据访问层通过抽象接口解耦。 2. **一致性**：所有服务均采用统一的消息协议，实现跨平台通信。 3. **可扩展性**：新增业务模块时，只需实现接口规范，无需修改现有模块。 接口示意图如下： ~~~ [客户端/管理后台] <---> [业务逻辑层] <---> [服务层] <---> [数据访问层] ~~~ #### 3.3 技术选型 针对系统性能、可扩展性及国产化需求，我选择了以下技术： * **开发语言**：C++（服务端）、Qt（桌面客户端）、PHP（管理后台） * **数据库**：MySQL、Oracle、金仓数据库、达梦数据库 * **中间件**：消息队列（RabbitMQ/Kafka）、缓存（Redis） * **操作系统**：支持 UOS、银河麒麟等国产化系统 * **CPU 支持**：龙芯、飞腾 通过以上技术选型，实现了系统的高性能、高可靠性和跨平台兼容性。 * * * ### 4\. 实施效果与经验总结 经过项目实施，层次架构在即时通讯系统中的应用取得了以下效果： 1. **系统稳定性提升**：登录服务与消息服务采用分布式部署及看门狗监控，系统高可用性达到 99.9%。 2. **模块独立性增强**：各层独立部署，新增功能无需修改其他层，实现快速迭代。 3. **可扩展性验证**：消息队列实现异步通信，支持百万级用户并发访问。 4. **维护与升级便利**：接口规范及文档标准化，开发团队可以快速理解和接入新模块。 实践中，我总结了层次架构设计的经验： * 接口设计是核心，必须明确约束与职责。 * 各层职责必须严格分离，避免跨层调用。 * 异常处理机制应从底层到上层逐级设计，提高系统容错能力。 * 对高并发模块，应结合分布式部署和异步消息队列优化性能。 * * * ### 5\. 结论 通过本项目实践，层次架构设计在即时通讯系统中有效提升了系统的可维护性、可扩展性及稳定性。未来可以进一步优化层次间的接口契约，实现更高的模块化和组件复用。同时，可结合微服务架构思想，对业务逻辑层进行进一步拆分，以适应更大规模的企业部署需求。