摘要：讨论 Microsoft .net 的应用程序设计和所需的更改：检验从使用 Microsoft Windows DNA 构建 N 层应用程序中学到的结构知识，以及如何将这些知识应用到使用 Microsoft .NET 框架构建的应用程序，并且为使用 XML Web Services 的应用程序提供体系结构方面的建议。
简介
如今，N 层应用程序已经成为构建企业软件的标准。对于大多数人来说，N 层应用程序就是被分成多个独立的逻辑部分的应用程序。最常见的选择是分为三个部分：表示、业务逻辑和数据，当然还可能存在其他的划分方法。N 层应用程序最初是为了解决与传统的客户端/服务器应用程序相关的问题而出现的，但是，随着 Web 时代的到来，这一体系结构开始成为新开发项目的主流。
Microsoft Windows？ DNA 技术已成为 N 层应用程序的非常成功的基础。Microsoft .NET 框架也为构建 N 层应用程序提供了坚实的平台。然而，。NET 所带来的变化使结构设计人员应当重新考虑他们在 Windows DNA 领域中所学的有关设计 N 层应用程序的某些知识。更重要的是，对内置于 .NET 框架的 XML Web services 的基本支持允许开发人员构建突破传统 N 层方法的新应用程序。要了解如何更好地构建 .NET 应用程序的体系结构，您需要了解这一新领域中发生了哪些变化，以及如何充分利用这些变化。
本文将对这些问题进行讨论。首先回顾一下在使用 Windows DNA 构建 N 层应用程序中学到的关键体系结构知识。然后，再按同一顺序将这些知识应用到使用 .NET 框架构建应用程序的过程中，从而对它们进行检验。最后一部分对使用 XML Web services 的应用程序的体系结构提供了一些建议。
Windows DNA 环境
将应用程序分解成多个逻辑部分是很有用的。将一个大软件分成几个小的部分会更利于软件的构建、重复利用和修改，对适应不同的技术或不同的业务组织也很有帮助。同时，还有一些综合因素需要考虑。虽然模块化和重复使用性很有效，但它们可能会导致应用程序不能象使用其他方法那样安全、易管理和快速。本节将回顾一些从使用 Windows DNA 技术构建 N 层应用程序的普遍经验中所获得的基本体系结构知识。
编写业务逻辑
Windows DNA 应用程序通常使用以下三种实现方式中的一种或多种方式来实现其业务逻辑：
●ASP 页
●COM 组件，可能使用 COM+ 提供的其他服务
●在 DBMS 中运行的存储过程
一般来讲，在 ASP 页中编写过多的业务逻辑并不是一个好办法。因为必须使用简单的语言，例如 Microsoft Visual Basic？ Script （VBScript），而且每次执行时都要解释代码，这会对性能造成影响。而且 ASP 页中的代码不好维护，主要是因为业务逻辑通常与创建用户界面的表示代码混合在一起。
鉴于这种情况，建议在编写中间层业务逻辑时，将业务逻辑当作 COM 对象来实现。这种方法比编写纯粹的 ASP 应用程序要稍微复杂一点，但是可以使用全功能语言来生成编译好的可执行文件，因此其结果要快得多。将业务逻辑包装在 COM 对象中还可以将此代码与包含在 ASP 页中的表示代码完全分隔开来，从而使应用程序更易于维护。
从 COM 到 COM+，其体系结构相差无几。但是，正如许多 Windows DNA 体系结构设计人员所了解的，除非真正需要，否则不应使用 COM+ 提供的核心服务，如事务、实时 （JIT） 激活、基于角色的安全性和线程服务等。使用其他开发平台提供的 COM+ 或类似服务自然会导致应用程序速度更慢、更复杂。只有在以下情况下使用 COM+ 才有意义：
●需要跨越不同资源管理器（如 Microsoft SQL Server？ 和 Oracle）的分布式事务。
●应用程序可以有效地利用基于角色的安全性。
●可以增强 Microsoft Visual Basic？ 6.0 的线程操作。
●JIT 激活能够提高性能；浏览器客户端很少出现这种情况，因为 ASP 页是通过 JIT 有效激活的。
●COM+ 的配置优势大大简化了应用程序的部署。
编写业务逻辑的第三种方式是，创建一些作为存储过程在数据库管理系统 （DBMS） 中运行的代码。尽管使用存储过程的主要原因是将数据库架构的详细信息与业务逻辑分隔开以简化代码的管理和提高安全性，但代码与数据如此接近也有助于优化性能。那些必须独立于 DBMS 的应用程序（例如由独立的软件供应商创建的应用程序）通常要避免使用这种方法，因为它会将应用程序锁定到某个特定的数据库系统中。存储过程的编写和调试可能会比 COM 对象的编写和调试难，而且此方法会减少重复使用代码的机会，这是因为 COM 对象通常比存储过程更易于重复使用。但是大多数自定义应用程序仍然连接到最初创建它们的 DBMS 上，因此使用存储过程的性能优势还是很大的。鉴于这种情况，那些必须尽可能运行良好的 Windows DNA 应用程序通常对部分或全部的业务逻辑都使用存储过程。
构建客户端
Windows DNA 既支持用 Visual Basic 等语言编写的本地 Windows 客户端，也支持浏览器客户端。浏览器客户端的局限性较大，尤其同时将 Microsoft Internet Explorer 和 Netscape 作为浏览器时。因此，应用程序通常同时拥有浏览器客户端和本地 Windows 客户端。浏览器客户端提供的界面很有限，但用它可以方便地访问 Internet，而 Windows 客户端能提供全功能的界面。使用可下载的 Microsoft ActiveX？ 控件可以创建更复杂的浏览器界面，但必须确保浏览器是 Internet Explorer，并且用户愿意信任应用程序的创建者。
管理浏览器应用程序中的状态
ASP 应用程序可以使用几个不同的机制来维护服务器上客户端请求之间的信息。但是 Windows DNA 中有一条严格的规则，如果应用程序在两台或多台机器之间平衡负载，则绝对不能使用 ASP Session 对象存储每个客户端的状态。ASP 的 Session 对象被锁定在一台机器上，因此不能用于负载平衡的应用程序。
ASP Session 对象和 ASP Application 对象还有另一个限制。使用它们中的任何一个来存储 ADO 记录集都会大大降低可伸缩性，因为它限制了应用程序开发多线程的能力。因此，在这两个对象的任何一个中存储记录集都不是好办法。
分布式通信
在 Windows DNA 中，选择运行在不同机器上的组件的通信方式非常简单：DCOM 可以说是唯一的选择。单纯从体系结构上来看，DCOM 是 COM 的简单扩展。但实际上，DCOM 还有许多其他含义，其中包括：
●由于实际上是其自有协议，因而使用 DCOM 与远程 COM+ 对象进行通信非常直接。
●只要配置正确，DCOM 将是非常安全的协议。但是要实现这种配置并不容易，因此该协议不太容易使用。尽管如此，DCOM 自身仍能提供很好的分布式身份验证、数据完整性和数据保密性，特别是在 Windows 2000 域内。
●由于 DCOM 需要打开任意端口，因此不适合与防火墙配合使用。所以，对于必须通过 Internet 进行通信的应用程序，一般不能使用 DCOM.
访问存储数据
可以将使用 ADO 构建的数据访问体系结构分为两类：轻型和重型。轻型 ADO 客户端尽可能简短地保持数据库连接，并使用存储过程写入数据库。轻型客户端使用以下三种方法之一检索数据：
●通过使用只读的、仅向前游标填充记录集；
●通过存储过程输出参数；
●使用数据流（在 ADO 的较新版本中）。
重型客户端则会较长时间地保持数据库连接。这类应用程序依赖于开放式连接，以及那些连接所允许的有状态的服务器端游标，以：
●使记录集能够直接访问其他用户或应用程序所做的更改；
●启用保守式锁定；
●尽可能减少复制到 ADO 客户端的数据量，以减少网络通信量。与轻型客户端不同，使用服务器端游标的客户端可以将查询结果保留在数据库内，直到真正需要这些数据时再取出。此外，这种方法向记录集复制的元数据较少，而把更多的数据保留在数据库中。
轻型应用程序最具伸缩性，因为它们最有效地使用了数据库连接这一稀有资源。相比之下，重型应用程序必须保持长期有效的数据库连接，因为这是有状态的服务器端游标所要求的。这就大大地限制了应用程序的可伸缩性，尤其不适用于 Internet 服务器应用程序。尽管使用 ADO 开发重型应用程序可能更简单，但通常这并不是最佳选择。
ADO 也不是特别适用于处理 XML 文档等分层数据。ADO 完成此项工作的功能用法复杂，且不易理解。同样，ADO 仅为访问 SQL Server 2000 的 XML 功能提供有限支持，因此，Windows DNA 应用程序通常都避免使用 ADO 处理分层数据。
将数据传递到客户端
对于所有 N 层应用程序而言，将数据从中间层有效地移动到客户端都是一个关键的环节。当使用 DCOM 与 Windows 客户端通信时，Windows DNA 应用程序可以使用 ADO 断开连接的记录集。当确保浏览器为 Internet Explorer 时，此选项也可用于浏览器客户端。而将数据发送到任意浏览器则比较困难。一种方法是显式地将数据转换为 XML，然后将数据和所有必要的脚本代码发送到浏览器。
。net 环境
。NET 支持传统的 N 层应用程序、Web Services 应用程序以及将二者的元素结合在一起的应用程序。本节首先介绍 .NET 如何影响 N 层应用程序，然后介绍构建 Web services 应用程序过程中的几个主要的体系结构问题。
将 N 层应用程序与 .NET 绑定在一起
上一节中介绍的某些问题同样适用于 Windows DNA 应用程序和使用 .NET 框架构建的应用程序。例如，只有当满足前面所列的一个或多个条件时，才能使用 COM+（在 .NET 框架中称为企业服务）。同样，将业务逻辑构建为存储过程在很多 N 层应用程序中都可以获得更好的性能。
同时，。NET 框架中到处都是新技术和现有技术的新版本。这些增强功能为 N 层应用程序的优化体系结构带来了多种变化。本节将按照前面介绍的分类，介绍 .NET 框架是如何改变体系结构设计人员在创建 N 层应用程序时所做的决定的。
编写业务逻辑
与在 Windows DNA 中创建 N 层业务逻辑的三种可选方法（ASP 页、COM 组件和存储过程）不同，。NET 框架只提供了两种方法：程序集和存储过程。对于浏览器应用程序，可以使用 Microsoft ASP.NET .aspx 页来创建程序集。与 ASP 不同，在这种情况下完全使用 ASP.NET 编写业务逻辑通常是一个比较好的方法。
其中一个原因就是 ASP.NET 的内含代码选项。在传统的 ASP 页中，以一种可维护的方式混合业务代码和表示代码并不是一件容易的事，而 .aspx 页使用内含代码能够完全将这两种代码分开。Windows DNA 应用程序可能需要同时使用 ASP 页和 COM 对象才能实现可维护性，而使用 .NET 框架构建的应用程序则只需使用 ASP.NET.此外，。aspx 页中包含的业务逻辑可以用任何基于 .NET 的语言编写，而不仅限于传统 ASP 页所支持的简单的脚本语言。而且，ASP.NET 是编译页面而不是解释页面，因此 ASP.NET 应用程序速度可以非常快。虽然使用 Windows DNA 构建的应用程序可以使用 ASP 页和 COM 对象来达到足够高的性能，但 .NET 只需使用 ASP.NET 便可构建具有同样优良性能的应用程序。最后，业务逻辑使用 ASP.NET 缓存来减少对包含常用数据的数据库的访问，这样可以大大提高性能。
但是，需要指出的是，对于包含在 .aspx 页中的代码，即使是使用内含代码，其重复使用也比标准的程序集困难。例如，从 Windows 窗体客户端访问 .aspx 页中的代码会遇到很多问题。
构建客户端
使用 .NET 框架可减少对 Windows 客户端的需求，通常只需要一个浏览器客户端即可。其中一个原因在于，ASP.NET Web 控件允许构建和/或购买可重复使用的浏览器图形用户界面 （GUI） 元素，从而能够更方便地构建更有用的浏览器客户端。而且可以将基于 .NET 框架的组件下载到 Internet Explorer 客户端，然后使用部分信任来运行这些组件（而不使用 ActiveX 控件所要求的全是全非信任模式），这有助于构建更好的用户界面。
管理浏览器应用程序中的状态
由于 ASP Session 对象被绑定到一台机器上，因此它并未发挥出应有的作用，而使用 .NET 框架就避免了这种限制。与 ASP 不同，ASP.NET Session 对象可以被两台或多台机器共享，从而可以使用 Session 对象来维护负载平衡的 Web 服务器领域中的状态，使其更加有用。而且，由于 Session 对象的内容可以选择存储在 SQL Server 数据库中，这种机制可用于出现故障时必须一直保持每个客户端的状态的应用程序中。
影响 ASP.NET 应用程序体系结构的另一个重要更改在于，数据集可以存储在 Session 和 Application 对象中而无需包含线程，这一点与 ASP 不同。也就是说，在 Windows DNA 中严格规定的不能将记录集存储在这些对象中的规则不适用于 .NET 框架中的数据集。这就使得查询结果的存储更加简单也更加自然。
分布式通信
与 Windows DNA 相比，。NET 框架为应用程序的分布式部件之间的通信提供了更多选择，包括：
●。NET Remoting，提供 TCP 通道和 HTTP 通道；
●ASP.NET 支持在 .asmx 页中实现的、可通过 SOAP 调用的 XML Web services；
●与远程 COM 对象通信所需的 DCOM.
选项越多，意味着体系结构的选择也越多，这也意味着做选择时有更多需要考虑的因素。使用 .NET 框架创建分布式应用程序时要了解的体系结构问题包括：
●直接与远程 COM+ 对象进行通信要求使用 DCOM，而不能使用 .NET Remoting.由于 DCOM 的建立和使用都相当复杂，因此应尽量避免这种通信。在某些情况下，有必要通过托管代码处理现有的 COM+ 对象，尽管这样做所要求的 COM 互操作性会降低性能。
●。NET Remoting TCP 通道没有提供内置的安全性。与 DCOM 不同，它不提供严格的身份验证、数据完整性或数据保密服务。但它并非一无是处，TCP 通道比 DCOM 更容易配置。
●DCOM 不能很好地与防火墙配合使用，。NET Remoting HTTP 通道与之不同，它是专门为在 Internet 上进行有效通信而设计的。而且，由于可以使用 SSL，此选项能够为数据提供安全的路径。通常，对于 Intranet 通信而言，TCP 通道是较好的选择；而对于 Internet 通信，则更适合使用 HTTP 通道或 ASP.NET SOAP 支持。
●。NET Remoting HTTP 通道和用于 XML Web services 的 ASP.NET 支持都能实现 SOAP.但这两种实现却截然不同，各有其特定的目的。。NET Remoting 注重保持公共语言运行时的确切语义，因此当远程系统也运行 .NET 框架时，它是最佳选择。ASP.NET 则注重提供绝对标准的 XML Web services，因此当远程系统是基于 .NET 的平台或任何其他平台时，它是最佳选择。而且 ASP.NET 比 .NET Remoting HTTP 通道的速度快。但 HTTP 通道也有优点，它允许通过引用和真正的异步回调来传递参数，这是 ASP.NET 中的 SOAP 支持所不具备的功能。
访问存储数据
ADO 能够方便地构建重型客户端，但客户端的伸缩性较差，ADO.NET 与 ADO 不同，它更适用于构建轻型客户端。ADO.NET 客户端使用仅向前的只读游标读取数据。它不支持有状态的服务器端游标，因此其编程模式鼓励短时间的连接。直接读取和处理数据的客户端可以使用 ADO.NET 的 DataReader 对象，它不为返回的数据提供缓存。或者，可以将数据读入 DataSet 对象中，将其作为从 SQL 查询和其他源中返回的数据的缓存。
