1. 引言
在软件开发中，架构设计决定了系统的稳定性、可维护性与扩展性。分层架构（Layered Architecture） 是其中最常见、最基础的一种架构模式，广泛应用于各类软件系统中，尤其适用于中、小型项目。
本文将从定义、组成、优缺点以及适用场景等多个维度对分层架构进行深入剖析，帮助你在实际开发中更好地使用这一架构模式。
2. 定义
软件架构是指软件系统的整体结构设计，包括各个组件的划分、交互方式、依赖关系等，它决定了系统如何运行、如何响应需求变化。
常见的架构模式有微内核架构、微服务架构、客户端-服务器架构等。而本文重点讲解的是 分层架构（Layered Architecture），它也被称为 N 层架构（N-Tier Architecture）。
3. 什么是分层架构？
分层架构是一种将系统划分为多个逻辑层级的架构方式，每一层都有其特定的职责，层与层之间通过明确定义的接口进行通信。
这些层级通常是 水平方向上的划分，各层之间相对独立，但又协同工作，共同完成整个系统的功能。
如下图所示，是一个典型的分层架构图：
3.1. 主要特性
✅ 层级依赖：每一层只能与紧邻的下一层通信。例如，第1层只能调用第2层的方法，第2层调用第3层，依此类推。
✅ 隔离性：某一层的修改不会直接影响其他层，只要接口不变，上层调用就不会受影响。
✅ 关注点分离（Separation of Concerns）：每一层只负责一个特定的功能模块，职责清晰，便于维护。
4. 分层架构的组成
虽然分层架构的层数可以根据项目需求灵活调整，但通常包括以下几个核心层级：
4.1. 常见层级说明
| 层级 | 名称 | 职责 |
|---|---|---|
| 1 | 表现层（Presentation Layer） | 负责与用户交互，如 Web 页面、移动端 UI、API 接口等 |
| 2 | 应用层 / 业务逻辑层（Application / Business Layer） | 实现核心业务逻辑，协调各层之间的操作 |
| 3 | 领域层（Domain Layer） | 包含核心业务规则、实体模型、领域服务等 |
| 4 | 基础设施层 / 持久化层（Infrastructure / Persistence Layer） | 负责数据访问、数据库操作、第三方服务调用等 |
4.2. 分层架构图示例
4.3. 层级合并的常见情况
在实际开发中，有时为了简化结构，会将某些层合并。例如：
- 将业务逻辑层与持久化层合并，适用于业务逻辑不复杂的小型项目
- 将表现层与业务逻辑层合并，适用于前后端未分离的简单 Web 应用
⚠️ 合并层级虽然可以减少复杂度，但也可能导致后期维护困难，需谨慎使用。
5. 优点与缺点
✅ 优点
- 结构清晰：各层职责分明，易于理解与维护
- 可测试性强：模块化设计，便于单元测试和集成测试
- 开发效率高：适合快速开发，团队协作更顺畅
- 学习成本低：是大多数开发者最先接触的架构模式
❌ 缺点
- 扩展性差：随着业务增长，层级之间耦合可能变高，扩展困难
- 维护成本高：某一层的改动可能影响整个调用链
- 性能瓶颈：跨层调用可能引入额外的开销
- 不适合高并发场景：难以支持大规模并行处理
6. 适用场景
分层架构适用于以下几类项目：
✅ 适合使用的情况
- 中小型项目：业务逻辑相对简单，开发周期短
- 快速原型开发：需要快速上线验证的 MVP 项目
- 团队经验有限：团队成员对架构设计了解不深时，分层架构是稳妥的选择
- 传统企业系统：如 ERP、CRM、OA 等内部系统
❌ 不适合使用的情况
- 高并发系统：如电商秒杀、实时交易系统等
- 高度解耦需求：需要模块之间完全解耦，如微服务架构
- 复杂业务系统：业务逻辑复杂，需要更高灵活性的架构支持
7. 实际应用举例
分层架构广泛应用于多个领域，以下是一些典型例子：
- Web 应用程序：MVC 模式就是典型的分层架构，Controller（表现层）、Service（业务层）、DAO（持久层）
- 操作系统设计：如 Linux 内核采用模块化分层设计
- 网络协议栈：OSI 七层模型就是一个经典的分层架构
- Java EE 应用：如 Spring Boot 默认支持的架构模式
8. 总结
分层架构作为一种经典且广泛使用的架构模式，具有结构清晰、易于理解和实现的优点，非常适合中小型项目或团队使用。
但随着系统复杂度的提升，其局限性也逐渐显现，比如扩展性差、维护成本高。因此在项目初期选择架构时，应根据业务需求、团队能力、系统规模等多方面因素综合考虑。
✅ 踩坑提醒：不要盲目使用分层架构，尤其是大型系统。如果你发现业务逻辑越来越复杂，跨层调用频繁，那可能就是时候考虑更灵活的架构了。
💡 作者：[email protected]
原文参考：Layered Architecture - Baeldung