PetShop 3.0 设计与实现--数据访问层
最近对多层设计实现和.Net产生了兴趣，从而研究了一下比较著名的多层范例程序――PetShop，现在的版本是3.0，和以前的版本从设计上已有一定的区别，应该是和Java的Petshop设计相当。
关于一些Microsoft PetShop的来由、如何安装，所表现业务流程，数据库表结构等基本的信息的资料请大家参考下面文章
http://msdn.microsoft.com/library/en-us/dnbda/html/bdasamppet.asp
另外建议先看一下这篇文章：
http://msdn.microsoft.com/library/en-us/dnbda/html/petshop3x.asp
(如有格式问题本文可到http://www.surfsky.com/bbs/myfiles/MSPetShop3.0%20Report.doc
下载)
本文将以设计和实现紧密结合的方式来分析，这也是我们广大实践型的软件开发人员的风格。先看一下设计图和具体实现VS.NET工程的表格。
MSPetShop 3.0 系统结构图：
从图中可以看到系统大体分为Presentation,Business Logic,Data Access 三层，每层中又有子层。每层（也包括子层）各司其职，又互相协作，本文顺序以此图为准，从下到上分析。
对应上图，具体的.NET Project实现列表（借用MS文章中的列表不用翻译了吧）
| Project |
Purpose |
| BLL |
Home for business logic components |
| ConfigTool |
Administration application used to encrypt connection strings and create event log source |
| DALFactory |
Classes used to determine which database access assembly to load |
| IDAL |
Set of interfaces which need to be implemented by each DAL implementation |
| Model |
Thin data classes or business entities |
| OracleDAL |
Oracle specific implementation of the Pet Shop DAL which uses the IDAL interfaces |
| Post-Build |
Project to run post compile actions such as adding assemblies to the GAC or COM+ |
| Pre-Build |
Project to remove assemblies from the GAC or unregister assemblies from COM+ |
| SQLServerDAL |
Microsoft SQL Server specific implementation of the Pet Shop DAL which uses the IDAL interfaces |
| Utility |
Set of helper classes including a wrapper for the DPAPI |
| Web |
Web pages and controls |
| Solution Items |
Miscellaneous items used to build the application such as Pet Shop.snk key file used to sign application assemblies |
另外我写这篇文章时是一边看源码一边写，所以建意大家最好安装一个Petshop3，因为时间仓促，水平有限，如我有不对之处请给我发Email更正。email:[email protected] qq:364941
首先我们来看一下DAL层。
一：Data Access Layer:
1 PetShop.Utility如下图：（上表中Utility为其实现工程）
正如上表所描述，这个名字空间有两个类一个是ConnectionInfo用于加密解密数据库连接信息，另一个DataProtector调用了Crypt32.dll和kernel32.dll实现一些底层数据安全操作，这个类要在下面的PetShop.XXXDAL名字空间中调用，可见Petshop.Utility只是起到的是数据访问辅助工具的作用。
2 PetShop.SQLServerDAL ――系统结构图中DAL层中的SqlServer DAL子层实现
SqlHelper类实际上是封装了关于此系统中数据库操作访问的一些常用功能，其中它还会调用上面的PetShop.Utility中的ConectionInfo类方法加密解密连接字符串，如：ConnectionInfo.DecryptDBConnectionString方法。SqlHelper类是基于Microsoft Data Access Application Block for .NET。这个东西是用来帮助用户更好的在.NET的访问数据。如MS一段话：Are you involved in the design and development of data access code for .NET-based applications? Have you ever felt that you write the same data access code again and again? Have you wrapped data access code in helper functions that let you call a stored procedure in one line? If so, the Microsoft® Data Access Application Block for .NET is for you。其实可以自已写一个类似SqlHelper的东西，以实现一般化的对数据库的操作，以在各项目中重用，当然也可以使用现在的MS为你做好的这个SqlHelper或是Microsoft® Data Access Application Block for .NET，避免不同项目中总是写同样的重复的数据库访问程序。有时间最好还是看一下SqlHelper的具体程序实现思路以及所提到的那个Microsoft Data Access Application Block for .NET。不过这里我们的SqlHelper应该只是部分实现。更全面信息请参看：http://msdn.microsoft.com/library/en-us/dnbda/html/daab-rm.asp
Account类对用户帐户进行操作如Insert,Update,SignIn，其中这些对数据库的操作，使用了上面的SqlHelper类来实现。另外Inventory和Order,Product,Profile和Account类的都是同样对数据库相关表进行操作，程序风格一致，这些类中对数据库的操作都是通过此名字空间下的SqlHelper类进行的，例如，下面语句：
private const string SQL_INSERT_SIGNON = "INSERT INTO SignOn VALUES (@UserId, @Password)";
private const string PARM_USER_ID = "@UserId";
private const string PARM_PASSWORD = "@Password";
来定义一个sql语句，以及声明其中可变参数，然后像下面这样用SqlHelper类的合适的方法执行：
SQLHelper.ExecuteNonQuery(trans, CommandType.Text, SQL_INSERT_SIGNON, signOnParms);
最后在SQLHelper.ExecuteNonQuery实现中，再调用ado.net中的相关类最终执行对数据库的操作，可见SqlHelper在这里又封装了一下ado.net相关类以优化数据操作。正如SqlHelper.cs中注释提示：The SqlHelper class is intended to encapsulate high performance, scalable best practices for common uses of SqlClient.下面是SqlHelper. ExecuteNonQuery的实现内容：
public static int ExecuteNonQuery(string connString, CommandType cmdType, string cmdText, params SqlParameter[] cmdParms) {
//注：运行时cmdText的实参就是SQL_INSERT_SIGNON
SqlCommand cmd = new SqlCommand();
using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connString)) {
PrepareCommand(cmd, conn, null, cmdType, cmdText, cmdParms);
int val = cmd.ExecuteNonQuery();
cmd.Parameters.Clear();
return val;
}
}
另外Inventory和Order,Product,Profile和Account类的声明都是像public class Account : IAccount这样实现某个相关的接口，像IAccount这样的接口是在PetShop.IDAL中声明的，见后面介绍。
3 PetShop.OracleDAL ―――系统结构图中 DAL层的OracleDAL子层实现
个人认为结构应该同上面的PetShop. SQLServerDAL，另外SqlHelper变成了OraHelper，在OraHelper中当然具体实现了对特定的Oracle数据库的联接操作，看一下源程序很明显原来的 SqlCommand cmd = new SqlCommand(); 变成了OracleCommand cmd = new OracleCommand();。
注意一下：在系统结构图中的DAL层还有两个XXX DAAB的子层，它们对应的实现在哪里呢？ 下面对应一下：
以下是左边是图中 DataAccessLayer的各部分，右边是具体实现所在名字空间或类
SqlServer DAL――PetShop.SQLServerDAL名字空间
Sql DAAB――PetShop.SqlServerDal.SqlHelper类
Oracle DAL――PetShop.OracleDAL名字空间
Oracle DAAB――PetShop.OracleDAL.OraHelper类
4 PetShop.IDAL 数据访问接口――对应系统结构图中DAL Interface
接口是一种系列‘功能’的声明或名单，接口没有实现细节，如下接口IAccount定义也可以看出IAccount只有声明：
using System;
using PetShop.Model;
namespace PetShop.IDAL
{
// Inteface for the Account DAL
public interface IAccount
{
// Authenticate a user
AccountInfo SignIn(string userId, string password);
/// Get a user's address stored in the database
AddressInfo GetAddress(string userId);
/// Insert an account into the database
void Insert(AccountInfo account);
/// Update an account in the database
void Update(AccountInfo Account);
}
}
您只需要调用接口，而不用管接口是如何实现的那么接口没有实现，调用它有什么用？实际上接口的实现是由某个类来做的，那么这里的IAccount接口是由PetShop.SqlServerDAL.Account类或是PetShop.OracleDAL.Account类来实现的，从他们的定义可以看到：
public class Account : IAccount {…….}
为什么是两个类都实现同一接口又是‘或’呢？因为这里使用接口的目的就是为了统一‘外观’，当上层BLL层调用此接口方法时不用知道这个接口由哪个类实现的。那谁来确定使用哪个类的实现？请再看下面。
（PetShop.IDAL下的其它接口和IAccount一样，故在此略过。）
5 PetShop.DALFactory 数据访问工厂
工厂模式是设计模式的一种，以我理解就像Factory这个词一样，对于用户来说，工厂里产品如何生产的你不用知道，你只要去用工厂里生产出来的东西就可以了。MSPetShop3.0用工厂模式来实现了对SqlServer和Oracle数据库访问的操作，而用户（business Logic Layer）不用知道也不用关心后台用的是哪一种数据库，它只要用接口就行了，接口中定义了要用的方法，当调用接口时会根据具体的情况再去调用底层数据访问操作。而现在这个DALFactory就是关键，当BLL层要操作数据库时，DALFactory会根据具体情况再去使用本文上面介绍的SqlServerDAL和OracleDAL中的一个。这样系统上层只管调用，而下层来实现细节，上级只管发号施令，下级去干活。对于上层来说实现细节被隐藏了。
那么DALFactory是如何决定应该用SqlServerDAL还是用OracleDAL的呢？我们接着分析。
以下是PetShop.DALFactory.Account类的实现：
namespace PetShop.DALFactory {
/// <summary>
/// Factory implementaion for the Account DAL object
/// </summary>
public class Account
{
public static PetShop.IDAL.IAccount Create() //<<<<ß----这里返回接口
{
/// Look up the DAL implementation we should be using
string path = System.Configuration.ConfigurationSettings.AppSettings["WebDAL"];
string className = path + ".Account";
// Using the evidence given in the config file load the appropriate assembly and class
return (PetShop.IDAL.IAccount) Assembly.Load(path).CreateInstance(className);
}
}
}
以下则是web.config中<appSettings>节点中的一部分：
<add key="WebDAL" value="PetShop.SQLServerDAL" />
<add key="OrdersDAL" value="PetShop.SQLServerDAL" />
<add key="Event Log Source" value=".NET Pet Shop" />
上面的Create()方法返回IAccount接口，用System.Configuration.ConfigurationSettings.AppSettings["WebDAL"];则可以得到Web.config的<appsettings>节点中的关于系统中应该使用哪个数据访问层（SqlserverDAL还是OracleDAL）的信息。因为我在安装PetShop3.0时选择的是Sqlserver所以在此是：value="PetShop.SQLServerDAL"，如果用的是Oracle那就是value="PetShop.OracleDAL" 了吧！而且这个文件也应该是可以更改的。接下来className=path+”.Account”返回的应该是PetShop.SQLServerDAL.Account,然后再用Assembly.Load加载PetShop.SQLServerDAL.dll，同时创建PetShop.SQLServerDAL.Account的实例，并以接口（PetShop.IDAL.IAccount）类型返回。这样BLL调用IAccount接口时就会用PetShop.SQLServerDAL.Account类的实现代码。（回上面第4再看一下）
看！这样根据系统当前Web.config文件的配置描述（这也应该是系统运行时实际的配置），BLL层只要像下面这样：
// Get an instance of the account DAL using the DALFactory
IAccount dal = PetShop.DALFactory.Account.Create();
AccountInfo account = dal.SignIn(userId, password);//<<ß----看看上面第4点的IAccount接口
就可以直接调用接口方法通过下层DAL层操作数据库了（在此具体为用户账号相关操作），而BLL层并不用知道应该通过SqlserverDAL还是OracleDAL访问数据库，这由都DAL Factory决定，你用的是什么数据库以及底层细节，更不用BLL知道，这样做的好处是对于BLL层以及更上层的程序不会或很少机率会因为底层程序变动影响，因为BLL层中调用接口就行了，只要那个接口定义没变，一切仍然OK.
6 PetShop.ConfigTool
首先在..\Microsoft\PetShop\ConfigTool\中有一个app.config文件，看一下其中内容，分别定义了两种数据库的联接字符串，在app.config中有一行 <add key="WebConfigFileLocation" value="Web\Web.config" /> 则标识出给asp.net程序使用的web.config配置文件的相对位置。然后看一下PetShopConnectionString的EncryptConnectionString方法的源码，这个类中先是从当前目录的app.config文件中读出web.config文件的位置，如下：
public static readonly string CONFIGFILE = ConfigurationSettings.AppSettings["WebConfigFileLocation"];
然后语句
XmlDocument doc = new XmlDocument();
doc.Load(CONFIGFILE);
加载Web.config文件，最后将加密的连接字符串写入Web.config对应的XML节点中。以供Asp.net应用程序使用。其中的加密还是使用PetShop.Utility。
而ConfigConsole，调用PetShopConnectionString类EncryptConnectionString执行对联接字符串进行加密。另外PetShopEventLog类也是在ConfigConsole中使用的。用于记录程序日志。
所以在最后部署时Web.config的连接字符串是加密的。
7 PetShop.Model 业务实体模型
http://www.surfsky.com/bbs/myfiles/7.bmp
这个本来想在分析BLL层时再说，但是在SqlServerDAL和OracleDAL中都使用了这些Model，无论怎么样，上层的程序执行最终结果都是要操作数据库，而数据库是关系型，不是面向对象的，那就得把平面的‘表’结合业务规则抽象成类，这样想办法让上层(BLL及以上)以为自已在操作类而不是数据库表，从而使‘它们’感觉没有数据库的存在，上层只管面向对象编程就可以了。类似现在所说的O-R MAPPING，但O-R MAPPING比这种简单的数据到对象的持久化要复杂。据说可以在表结构有变化的情况下，上层应用程序代码不用更改，只要改O-R MAPPING的相关设置就可以了。
上面第2节中已看到Petshop的SqlServerDal和OracleDal中定义的sql语句，然后根据上层的调用，把sql语句传给SqlHelper执行，再来看看SqlServerDal的一段程序：
private void SetAccountParameters(SqlParameter[] parms, AccountInfo acc) {
parms[0].Value = acc.Email;
parms[1].Value = acc.Address.FirstName;
parms[2].Value = acc.Address.LastName;
parms[3].Value = acc.Address.Address1;
parms[4].Value = acc.Address.Address2;
parms[5].Value = acc.Address.City;
parms[6].Value = acc.Address.State;
parms[7].Value = acc.Address.Zip;
parms[8].Value = acc.Address.Country;
parms[9].Value = acc.Address.Phone;
parms[10].Value = acc.UserId;
}
parms[x]就是那些有声明为常量的有参数的Sql语句中的参数，这里用Model中的AccountInfo的各Field和这些参数Mapping。所以对于BLL层，只知道这些Model就可以了，反正最后在SqlServerDAL或是OracleDAL中Model的成员们会Mapping到参数中以存取数据库（为什么不直接Mapping到数据集的字段呢？我想应该是因为这里数据库操作直接给SqlHeper的原因，不然就没必要用SqlHelper了。于是才又多了图中的xxx DAAB层，这样Mapping给参数再传给DAAB来处理）
Data Access Layer总结：
DAL完成数据库访问任务，上层(BLL)直需调用接口即可，不用知道具体访问细节，用Factory模式来实现，使用运行时读取web.config的方法来得到连接配置信息，最后选用SqlServerDAL或OracleDAL之一的相对具体子层，同时使用SqlHelper或OraHelper之一来完成数据库操作。