Spring MVC的三层架构使用及解析

 更新时间:2025年09月26日 09:41:32   作者:祈祷苍天赐我java之术  
SpringMVC三层架构(Controller、Service、Mapper)实现职责分离,提升可维护性与扩展性,Controller处理请求,Service管理业务逻辑与事务,Mapper负责数据持久化,各层独立协作,优化开发效率与系统稳定性

一、Spring MVC 三层架构概述

在传统的 Java Web 开发中(如 Servlet+JSP),代码往往混杂在一起:数据处理、页面交互、业务逻辑全部写在 Servlet 中,导致项目维护困难、扩展性差。

这种开发模式存在以下典型问题:

  • 单个Servlet文件可能包含数百行代码,混合处理业务逻辑和视图渲染
  • 数据库操作直接嵌入业务逻辑中,难以更换数据源
  • 代码复用率低,相似功能需要重复实现
  • 单元测试困难,各功能模块耦合度过高

Spring MVC 的三层架构正是为解决这些问题而生,通过职责拆分,将系统分为三个核心层级,每层专注于特定功能,既降低了耦合度,又提升了代码的可复用性和可维护性。

这种分层架构模式借鉴了企业级应用开发的成熟经验,并针对Web应用场景进行了优化。

1.1 三层架构的核心定义

Spring MVC 的三层架构并非独立存在,而是相互协作、自上而下的调用关系,具体包括:

表现层(Presentation Layer)
  • 直接与用户交互,负责接收请求、返回响应

主要功能包括:

  • 接收HTTP请求参数并进行基本校验
  • 调用Service层处理业务逻辑
  • 返回响应(页面渲染或JSON数据)
  • 核心组件:Spring MVC的Controller

典型实现示例:

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;
    
    @GetMapping("/{id}")
    public User getUser(@PathVariable Long id) {
        return userService.getUserById(id);
    }
}
业务逻辑层(Business Logic Layer,简称Service层)
  • 处理核心业务逻辑的中枢

主要职责包括:

  • 复杂业务规则的实现
  • 数据有效性校验
  • 事务管理(通过@Transactional注解)
  • 异常处理
  • 组合多个数据操作完成业务功能

典型实现示例:

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    
    @Transactional
    @Override
    public User createUser(UserDto userDto) {
        // 业务校验
        if(userMapper.existsByUsername(userDto.getUsername())) {
            throw new BusinessException("用户名已存在");
        }
        
        // 数据转换
        User user = new User();
        BeanUtils.copyProperties(userDto, user);
        
        // 持久化操作
        userMapper.insert(user);
        return user;
    }
}
持久层(Persistence Layer)
  • 专注于数据持久化操作

主要特点:

  • 只关心"如何访问数据",不关心业务逻辑
  • 提供标准的CRUD操作方法
  • 支持多种持久化技术(JDBC、MyBatis、JPA等)

核心组件:

  • DAO(Data Access Object)或Repository
  • MyBatis的Mapper接口

典型实现示例:

@Mapper
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{id}")
    User selectById(Long id);
    
    @Insert("INSERT INTO users(username, password) VALUES(#{username}, #{password})")
    void insert(User user);
}

1.2 三层架构的调用流程

请求接收阶段

  • 用户通过浏览器访问/users/123
  • HTTP请求被Spring MVC的前端控制器DispatcherServlet拦截
  • DispatcherServlet查找所有已注册的HandlerMapping

请求路由阶段

  • HandlerMapping根据URL路径/users/123匹配到UserController的getUser方法
  • 将路径变量123解析为方法参数id

业务处理阶段

  • Controller调用UserService的getUserById方法

Service层可能执行以下操作:

  • 参数校验(如ID有效性)
  • 业务规则判断(如权限检查)
  • 调用持久层获取数据

数据访问阶段

  • Service调用UserMapper的selectById方法
  • MyBatis执行SQL:SELECT * FROM users WHERE id = 123
  • 将查询结果映射为User对象返回

响应返回阶段

  • 查询结果沿调用链返回:Mapper → Service → Controller
  • Controller将User对象转换为JSON格式
  • DispatcherServlet将响应写入HttpServletResponse

视图渲染阶段(可选)

如果返回的是视图(如JSP):

  • DispatcherServlet将ModelAndView交给ViewResolver
  • ViewResolver解析视图名称,定位具体的JSP文件
  • 视图引擎渲染JSP,生成HTML响应

三层架构交互时序图示例

Client → DispatcherServlet → Controller → Service → Mapper → DB
                                   ↑                |
                                   |                ↓
Client ← DispatcherServlet ← Controller ← Service ← Mapper

这种分层架构使得系统各部分的职责更加清晰,便于团队协作开发、单元测试和后期维护。例如:

  • 前端开发人员只需要关注Controller层的接口定义
  • 业务分析师可以基于Service层的代码理解业务规则
  • DBA可以优化Mapper层的SQL语句而不影响业务逻辑

二、各层详细拆解

2.1 表现层(Controller 层):用户交互的 "入口"

表现层是 Spring MVC 框架中与用户直接交互的层级,作为系统的"门面",负责处理 HTTP 请求和响应。它的核心组件是 Controller 类,主要职责包括:

  1. 接收客户端请求(解析请求参数、请求头等)
  2. 进行基础参数校验
  3. 调用 Service 层处理业务逻辑
  4. 组装响应数据并返回给客户端
  5. 处理异常情况并返回友好错误信息

2.1.1 核心组件与注解详解

@Controller

  • 作用:标识一个类作为 Spring MVC 的控制器
  • 实现原理:Spring 会在启动时扫描带有该注解的类,并将其注册为 Spring Bean
  • 配套机制:配合组件扫描注解 @ComponentScan 使用

示例:

@Controller
public class HomeController {
    // 控制器方法...
}

@RequestMapping

核心功能:

  • 路径映射:将 HTTP 请求映射到控制器方法
  • 请求方法限定:通过 method 属性指定处理的 HTTP 方法
  • 参数匹配:通过 params 属性匹配特定请求参数
  • 头部匹配:通过 headers 属性匹配特定请求头

高级用法:

  • 通配符支持:如 "/user/*" 可匹配 "/user/123" 等路径
  • 类级别与方法级别组合:类级别定义基础路径,方法级别定义具体路径
  • 媒体类型限定:通过 produces/consumes 指定处理的内容类型

示例:

@RequestMapping(value = "/products", method = RequestMethod.GET)
public String listProducts() {...}

@GetMapping/@PostMapping

优点:

  • 代码更简洁:相比 @RequestMapping(method = RequestMethod.GET) 更易读
  • 语义更明确:直接表明处理的 HTTP 方法
  • 支持继承:可以组合使用 @RequestMapping 的类级别注解

示例对比:

// 传统方式
@RequestMapping(value = "/user", method = RequestMethod.GET)

// 简化方式
@GetMapping("/user")

@RequestParam

主要参数:

  • name/value:指定绑定的请求参数名称
  • required:是否为必须参数(默认 true)
  • defaultValue:参数默认值

使用场景:

  • 处理查询参数:如 ?page=1&size=10
  • 处理表单数据:如 application/x-www-form-urlencoded

示例:

@GetMapping("/search")
public String search(@RequestParam(name = "keyword", required = false, defaultValue = "") String keyword) {...}

@PathVariable

特点:

  • 用于 RESTful 风格的 URL 参数获取
  • 支持正则表达式匹配路径变量
  • 可配合 @RequestMapping 的通配符使用

示例:

@GetMapping("/users/{userId}/orders/{orderId}")
public String getOrder(@PathVariable Long userId, @PathVariable String orderId) {...}

@ResponseBody

工作机制:

  • 通过 HttpMessageConverter 将返回值转换为指定格式
  • 常用转换器:MappingJackson2HttpMessageConverter(JSON)
  • 可自定义转换器处理特殊格式

典型应用:

  • 前后端分离架构中的 API 接口
  • AJAX 请求响应
  • 移动端接口开发

示例:

@ResponseBody
@GetMapping("/api/user/{id}")
public User getUser(@PathVariable Long id) {...}

@RestController

组合优势:

  • 减少样板代码:无需在每个方法上添加 @ResponseBody
  • 语义更清晰:明确表示该类是纯 API 控制器
  • 自动配置:默认启用 JSON 序列化

实现原理:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Controller
@ResponseBody
public @interface RestController {...}

2.1.2 示例:一个完整的 Controller 实现

package com.example.demo.controller;

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import javax.validation.constraints.Min;
import java.util.List;

@Controller
@RequestMapping("/user")
@Validated  // 启用方法参数验证
public class UserController {
    
    private final UserService userService;
    
    // 推荐使用构造器注入
    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    /**
     * 用户列表页面
     * @param page 页码(从1开始)
     * @param size 每页条数
     * @param model 视图模型
     * @return 视图名称
     */
    @GetMapping("/list")
    public String listUsers(
            @RequestParam(defaultValue = "1") @Min(1) int page,
            @RequestParam(defaultValue = "10") @Min(1) int size,
            Model model) {
        
        PageInfo<User> pageInfo = userService.getUsersByPage(page, size);
        model.addAttribute("pageInfo", pageInfo);
        return "user/list";
    }

    /**
     * 获取用户详情(REST API)
     * @param userId 用户ID
     * @return 统一响应结果
     */
    @GetMapping("/{userId}")
    @ResponseBody
    public Result<User> getUserDetail(@PathVariable @Min(1) Long userId) {
        User user = userService.getUserById(userId);
        return Result.success(user);
    }

    /**
     * 创建新用户
     * @param userDTO 用户数据
     * @return 创建结果
     */
    @PostMapping
    @ResponseBody
    public Result<Long> createUser(@RequestBody @Valid UserDTO userDTO) {
        Long userId = userService.createUser(userDTO);
        return Result.success(userId);
    }
}

2.1.3 最佳实践与注意事项

职责分离原则

Controller 应保持"瘦身",仅处理:

  • 请求/响应转换
  • 基础参数验证
  • 异常捕获

所有业务逻辑应委托给 Service 层

参数校验建议

使用 JSR-380 规范注解:

  • @NotNull/@NotEmpty/@NotBlank
  • @Size(min=, max=)
  • @Pattern(regexp=)
  • @Min/@Max

分组校验:通过 groups 属性实现不同场景的校验规则

自定义校验:实现 ConstraintValidator 接口

统一响应格式

推荐结构:

public class Result<T> {
    private int code;    // 状态码
    private String msg;  // 消息
    private T data;      // 数据
    private long timestamp = System.currentTimeMillis();
    // 构造方法、静态工厂方法等...
}

使用示例:

@GetMapping("/{id}")
public Result<User> getUser(@PathVariable Long id) {
    User user = userService.getUserById(id);
    return Result.success(user);
}

异常处理

推荐使用 @ControllerAdvice 统一处理异常

示例:

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    
    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    @ResponseBody
    public Result<?> handleBusinessException(BusinessException e) {
        return Result.fail(e.getErrorCode(), e.getMessage());
    }
}

性能考虑

避免在 Controller 中进行:

  • 复杂计算
  • 数据库操作
  • 耗时 I/O 操作

使用异步处理:@Async、DeferredResult 等

安全建议

  • 对敏感参数进行过滤
  • 重要操作添加权限校验
  • 防止 CSRF 攻击
  • 输入参数进行 XSS 防护

测试建议

  • 使用 MockMvc 进行单元测试

测试用例应覆盖:

  • 正常流程
  • 参数校验失败情况
  • 异常情况处理
  • 边界条件

2.2 业务逻辑层(Service 层):系统的 "大脑"

Service 层是整个系统的核心业务处理中枢,负责实现业务规则、处理事务、协调多个持久层操作,是表现层与持久层之间的 "桥梁"。

它相当于应用系统的"大脑",负责处理复杂的业务逻辑,确保业务流程的正确性和数据一致性。

2.2.1 核心组件与注解

@Service 注解
  • 作用:标记一个类为 Service 层组件,Spring 会自动扫描并注册为 Bean,供 Controller 层注入
  • 使用场景:所有业务逻辑处理类都应该使用此注解

示例

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {...}
@Transactional 注解
  • 作用:声明事务管理,可用于类或方法上,指定事务的各种属性

常用参数

  • propagation:事务传播行为(如REQUIRED, REQUIRES_NEW)
  • isolation:事务隔离级别(如DEFAULT, READ_COMMITTED)
  • rollbackFor:指定哪些异常需要回滚
  • timeout:事务超时时间

示例

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED, 
             isolation = Isolation.DEFAULT,
             timeout = 30,
             rollbackFor = Exception.class)
接口与实现类设计

优势

  • 面向接口编程,便于后续扩展
  • 方便进行单元测试(可mock接口)
  • 实现多态特性

典型结构

├── service
│   ├── UserService.java          // 接口
│   └── impl
│       └── UserServiceImpl.java  // 实现类

2.2.2 示例:Service 接口与实现类

1. Service接口设计
/**
 * 用户服务接口
 * 定义业务契约,不包含具体实现
 */
public interface UserService {

    /**
     * 查询所有用户
     * @return 用户列表(可能为空列表)
     */
    List<User> getAllUsers();

    /**
     * 根据ID查询用户
     * @param userId 用户ID
     * @return 用户实体
     * @throws BusinessException 当ID无效时抛出
     */
    User getUserById(Integer userId) throws BusinessException;

    /**
     * 新增用户
     * @param user 用户实体
     * @return 操作是否成功
     * @throws BusinessException 当用户名已存在等业务异常时抛出
     */
    boolean addUser(User user) throws BusinessException;
    
    /**
     * 批量导入用户
     * @param users 用户列表
     * @return 成功导入的数量
     */
    @Transactional
    int batchImportUsers(List<User> users);
}
2. Service实现类详解
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import javax.annotation.Resource;

/**
 * 用户服务实现类
 * 实现具体的业务逻辑
 */
@Service // 标记为Service组件
public class UserServiceImpl implements UserService {

    // 使用@Resource或@Autowired注入持久层组件
    @Resource
    private UserMapper userMapper;
    
    @Resource
    private RoleService roleService;
    
    @Resource
    private LogService logService;

    // 简单查询操作通常不需要事务
    @Override
    public List<User> getAllUsers() {
        // 直接调用Mapper层方法获取数据
        // 可添加缓存逻辑提升性能
        return userMapper.selectAll();
    }

    @Override
    public User getUserById(Integer userId) throws BusinessException {
        // 业务校验
        if (userId == null || userId <= 0) {
            throw new BusinessException(ErrorCode.INVALID_USER_ID, "用户ID无效");
        }
        
        // 查询用户
        User user = userMapper.selectById(userId);
        
        // 业务处理:如果用户不存在
        if (user == null) {
            throw new BusinessException(ErrorCode.USER_NOT_FOUND, "用户不存在");
        }
        
        return user;
    }

    // 需要事务管理的业务方法
    @Override
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public boolean addUser(User user) throws BusinessException {
        // 1. 参数校验
        if (user == null || StringUtils.isEmpty(user.getUsername())) {
            throw new BusinessException(ErrorCode.INVALID_PARAM, "用户信息不完整");
        }
        
        // 2. 业务校验(用户名唯一性检查)
        User existingUser = userMapper.selectByUsername(user.getUsername());
        if (existingUser != null) {
            throw new BusinessException(ErrorCode.USERNAME_EXISTS, "用户名已存在");
        }
        
        // 3. 设置默认值等业务处理
        user.setCreateTime(new Date());
        user.setStatus(1); // 默认激活状态
        
        // 4. 调用Mapper层保存数据
        int rows = userMapper.insert(user);
        
        // 5. 关联操作(如分配默认角色)
        roleService.assignDefaultRole(user.getId());
        
        // 6. 记录操作日志(异步处理)
        logService.asyncRecordLog("USER_ADD", "新增用户:" + user.getUsername());
        
        return rows > 0;
    }
    
    @Override
    @Transactional
    public int batchImportUsers(List<User> users) {
        int successCount = 0;
        for (User user : users) {
            try {
                if (addUser(user)) {
                    successCount++;
                }
            } catch (BusinessException e) {
                // 记录导入失败的用户
                log.warn("导入用户失败: {}", user.getUsername(), e);
            }
        }
        return successCount;
    }
}

2.2.3 开发注意事项

职责划分原则

  • Service层应专注于业务逻辑处理
  • 所有数据库操作必须通过Mapper/DAO层完成
  • 避免在Service层直接编写SQL语句

事务管理最佳实践

  • 事务注解应加在Service层而非Controller层
  • 默认情况下只对RuntimeException回滚,建议明确指定rollbackFor
  • 只读操作使用@Transactional(readOnly = true)提升性能
  • 避免在同一个类中自调用事务方法(因代理机制会失效)

异常处理规范

// 自定义业务异常示例
public class BusinessException extends RuntimeException {
    private String errorCode;
    
    public BusinessException(String errorCode, String message) {
        super(message);
        this.errorCode = errorCode;
    }
    
    // getter方法...
}
  • 使用自定义业务异常替代RuntimeException
  • 不同业务错误定义不同的错误码
  • 在Controller层统一处理业务异常

性能优化建议

  • 复杂查询考虑添加缓存
  • 批量操作使用批量处理方法
  • 耗时操作考虑异步处理

测试考量

  • Service层应易于单元测试
  • 使用Mock对象隔离依赖
  • 测试应覆盖各种业务场景和异常分支

典型业务场景处理

  • 分布式事务:对于跨服务调用,考虑使用Seata等分布式事务解决方案
  • 幂等性处理:对于支付等关键业务,需要实现幂等性控制
  • 业务流水号:重要业务操作应生成唯一业务流水号便于追踪

2.3 持久层(Mapper/DAO 层):数据的 "搬运工"

持久层作为应用程序与数据库之间的桥梁,专注于数据的持久化操作。其主要职责包括:

  1. 执行基本的 CRUD 操作(Create/Read/Update/Delete)
  2. 处理数据库事务
  3. 实现数据缓存(可选)
  4. 进行数据校验(基础级别)

与业务层不同,持久层不关心业务逻辑,只关注"数据如何存储和获取"。在现代 Java Web 开发中,MyBatis 已成为最流行的持久层框架之一,相比传统的 JDBC 和 DAO 模式,它具有以下优势:

  • 简化了数据库操作
  • 提供自动的对象关系映射(ORM)
  • 支持动态SQL
  • 具有更好的性能

2.3.1 核心组件与配置

1. Mapper 接口

Mapper 接口是 MyBatis 的核心概念,它替代了传统的 DAO 接口。与 DAO 不同:

  • 不需要编写实现类
  • MyBatis 通过动态代理技术自动生成实现
  • 方法签名直接对应 SQL 操作
// 典型 Mapper 接口定义
@Mapper
public interface UserMapper {
    // 查询方法
    User selectById(Long id);
    
    // 插入方法
    int insert(User user);
    
    // 更新方法
    int update(User user);
    
    // 删除方法
    int deleteById(Long id);
}
2. 关键注解
  • @Mapper:标记接口为 MyBatis Mapper 接口
  • @MapperScan:在 Spring Boot 启动类或配置类上使用,指定 Mapper 接口的扫描路径
  • @Param:用于多参数方法,指定参数名称
3. XML 映射文件

XML 文件是 SQL 语句的主要存放位置,通常包含:

  • 结果映射定义(<resultMap>)
  • SQL 查询语句(<select>)
  • 插入语句(<insert>)
  • 更新语句(<update>)
  • 删除语句(<delete>)

2.3.2 示例详解

1. Mapper 接口增强版
@Mapper
public interface UserMapper {
    // 基础CRUD操作
    List<User> selectAll();
    User selectById(@Param("id") Long id);
    int insert(User user);
    int update(User user);
    int deleteById(@Param("id") Long id);
    
    // 分页查询
    List<User> selectByPage(@Param("offset") int offset, 
                           @Param("pageSize") int pageSize);
    
    // 条件查询
    List<User> selectByCondition(@Param("condition") UserQueryCondition condition);
    
    // 批量操作
    int batchInsert(@Param("users") List<User> users);
    int batchUpdate(@Param("users") List<User> users);
}
2. XML 映射文件详解
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" 
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    
    <!-- 高级结果映射 -->
    <resultMap id="UserDetailResultMap" type="User">
        <id column="id" property="id"/>
        <result column="username" property="username"/>
        <result column="email" property="email"/>
        <result column="create_time" property="createTime" 
                jdbcType="TIMESTAMP"/>
        <!-- 关联映射 -->
        <association property="department" javaType="Department">
            <id column="dept_id" property="id"/>
            <result column="dept_name" property="name"/>
        </association>
    </resultMap>

    <!-- 动态SQL查询 -->
    <select id="selectByCondition" resultMap="UserDetailResultMap">
        SELECT u.*, d.id as dept_id, d.name as dept_name
        FROM user u
        LEFT JOIN department d ON u.dept_id = d.id
        <where>
            <if test="condition.username != null">
                AND u.username LIKE CONCAT('%', #{condition.username}, '%')
            </if>
            <if test="condition.email != null">
                AND u.email = #{condition.email}
            </if>
            <if test="condition.createTimeStart != null">
                AND u.create_time >= #{condition.createTimeStart}
            </if>
        </where>
        ORDER BY u.create_time DESC
    </select>

    <!-- 批量插入 -->
    <insert id="batchInsert">
        INSERT INTO user (username, email, create_time)
        VALUES
        <foreach collection="users" item="user" separator=",">
            (#{user.username}, #{user.email}, #{user.createTime})
        </foreach>
    </insert>
</mapper>

2.3.3 高级特性与最佳实践

动态SQL

  • 使用<if>, <choose>, <when>, <otherwise>标签实现条件判断
  • <where>标签自动处理WHERE子句
  • <set>标签用于UPDATE语句

关联查询

  • 一对一:<association>
  • 一对多:<collection>
  • 延迟加载:配置lazyLoadingEnabled=true

性能优化

  • 使用二级缓存(需谨慎)
  • 批量操作代替单条操作
  • 合理使用延迟加载

事务管理

  • 在Service层使用@Transactional注解
  • 配置适当的事务传播行为

分页实现

  • 使用PageHelper插件
  • 手动实现分页(limit offset)

2.3.4 常见问题解决方案

参数映射问题

  • 简单类型参数:直接使用#{param}
  • 对象参数:使用#{propertyName}
  • Map参数:使用#{key}
  • 多参数:必须使用@Param注解

结果映射问题

  • 字段名与属性名不一致时使用<resultMap>
  • 复杂类型使用嵌套映射
  • 使用<constructor>进行构造函数映射

SQL注入防护

  • 永远使用#{}而不是${}进行参数绑定
  • 对用户输入进行严格校验

性能监控

  • 配置SQL日志输出
  • 使用MyBatis-Plus的性能分析插件
  • 监控慢SQL

通过以上规范和最佳实践,可以构建出高效、可维护的持久层,为应用程序提供可靠的数据访问支持。

三、基于三层架构搭建 Spring MVC 项目

3.1 项目结构(Maven)

一个标准的 Spring MVC 三层架构项目结构如下(以 IntelliJ IDEA 为例):

src/
├── main/
│   ├── java/
│   │   └── com/
│   │       └── example/
│   │           ├── controller/       # 表现层(Controller)
│   │           │   └── UserController.java
│   │           ├── service/          # 业务逻辑层(Service)
│   │           │   ├── UserService.java      # 接口
│   │           │   └── impl/
│   │           │       └── UserServiceImpl.java  # 实现类
│   │           ├── mapper/           # 持久层(Mapper)
│   │           │   └── UserMapper.java
│   │           ├── entity/           # 实体类(对应数据库表)
│   │           │   └── User.java
│   │           ├── exception/        # 自定义异常
│   │           │   └── BusinessException.java
│   │           ├── config/           # Spring配置类
│   │           │   └── SpringMvcConfig.java
│   │           └── util/             # 工具类
│   │               └── Result.java   # 统一响应封装
│   ├── resources/
│   │   ├── mapper/                   # Mapper XML文件
│   │   │   └── UserMapper.xml
│   │   ├── application.properties    # 全局配置(数据库、MyBatis等)
│   │   └── static/                   # 静态资源(CSS、JS、图片)
│   └── webapp/                       # Web资源
│       ├── WEB-INF/
│       │   ├── views/                # 视图页面(JSP/HTML)
│       │   │   └── userList.jsp
│       │   └── web.xml               # Web配置(可选,Spring Boot可省略)
└── pom.xml                           # Maven依赖

各层职责说明

  • 表现层(Controller):接收HTTP请求,参数校验,调用Service并返回响应
  • 业务逻辑层(Service):处理业务逻辑,事务控制,调用Mapper层
  • 持久层(Mapper):数据库操作,与MyBatis框架交互
  • 实体层(Entity):定义数据模型,与数据库表映射
  • 配置层(Config):Spring相关配置,如MVC配置、组件扫描等

3.2 核心依赖(pom.xml)

<!-- Spring MVC核心依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
    <version>5.3.28</version>
</dependency>

<!-- MyBatis依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.mybatis</groupId>
    <artifactId>mybatis</artifactId>
    <version>3.5.13</version>
</dependency>

<!-- MyBatis整合Spring -->
<dependency>
    <groupId>org.mybatis</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring</artifactId>
    <version>2.1.2</version>
</dependency>

<!-- MySQL驱动 -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.33</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

<!-- 数据库连接池(HikariCP) -->
<dependency>
    <groupId>com.zaxxer</groupId>
    <artifactId>HikariCP</artifactId>
    <version>5.0.1</version>
</dependency>

<!-- JSP依赖(若使用JSP视图) -->
<dependency>
    <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>
    <artifactId>jsp-api</artifactId>
    <version>2.2</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

<!-- lombok(简化实体类代码) -->
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.18.28</version>
    <optional>true</optional>
</dependency>

<!-- JSON处理(Jackson) -->
<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.14.2</version>
</dependency>

3.3 核心配置(application.properties)

# 数据库配置(HikariCP)
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/spring_mvc_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456

# HikariCP连接池配置
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=10
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.idle-timeout=300000

# MyBatis配置
# Mapper XML文件路径
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
# 实体类别名扫描包(简化XML中的type配置)
mybatis.type-aliases-package=com.example.entity
# 开启MyBatis日志(便于调试SQL)
mybatis.configuration.log-impl=org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

# Spring MVC视图解析器配置(JSP)
spring.mvc.view.prefix=/WEB-INF/views/
spring.mvc.view.suffix=.jsp

# 静态资源访问配置(CSS/JS/图片)
spring.mvc.static-path-pattern=/static/**

3.4 配置类(SpringMvcConfig.java)

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.EnableWebMvc;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.ResourceHandlerRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.ViewResolverRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration // 标记为配置类
@EnableWebMvc // 开启Spring MVC功能
@ComponentScan("com.example") // 扫描组件(Controller/Service等)
@MapperScan("com.example.mapper") // 扫描MyBatis Mapper接口
public class SpringMvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    // 配置视图解析器(JSP)
    @Override
    public void configureViewResolvers(ViewResolverRegistry registry) {
        registry.jsp("/WEB-INF/views/", ".jsp");
    }

    // 配置静态资源访问(避免静态资源被DispatcherServlet拦截)
    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
        registry.addResourceHandler("/static/**")
                .addResourceLocations("classpath:/static/");
    }
    
    // 配置JSON消息转换器(自动注册Jackson)
    // Spring会自动注册MappingJackson2HttpMessageConverter
}

3.5 功能测试:验证三层架构流程

3.5.1 数据库表准备(MySQL)

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS spring_mvc_db;
USE spring_mvc_db;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `user` (
    `user_id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
    `username` VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE COMMENT '用户名',
    `nickname` VARCHAR(50) DEFAULT '' COMMENT '昵称',
    `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT '用户表';

-- 初始化测试数据
INSERT INTO `user`(username, nickname) VALUES
('admin', '管理员'),
('user1', '普通用户1'),
('user2', '普通用户2');

3.5.2 接口测试(Postman)

1. 查询所有用户(GET)
  • 请求地址http://localhost:8080/spring-mvc-demo/user/list
  • 请求方式:GET

预期结果

  • 返回userList.jsp页面
  • 页面中展示数据库中的用户列表
  • 页面包含用户ID、用户名、昵称和创建时间信息
2. 根据ID查询用户(GET)
  • 请求地址http://localhost:8080/spring-mvc-demo/user/1
  • 请求方式:GET
  • 请求头Accept: application/json

预期结果

{
  "code": 200,
  "msg": "success",
  "data": {
    "userId": 1,
    "username": "admin",
    "nickname": "管理员",
    "createTime": "2024-05-20 10:30:00"
  }
}
3. 新增用户(POST)
  • 请求地址http://localhost:8080/spring-mvc-demo/user/add
  • 请求方式:POST
  • 请求头Content-Type: application/json

请求体

{
  "username": "newuser",
  "nickname": "新用户"
}

预期结果

{
  "code": 200,
  "msg": "添加成功",
  "data": null
}

四、三层架构常见问题与解决方案

4.1 表现层常见问题

问题 1:Controller 无法接收请求(404 错误)

可能原因分析:

请求路径映射问题

  • 前端发送的请求路径与后端@RequestMapping注解定义的路径不匹配
  • 常见错误包括:大小写不一致(如/userInfo vs /userinfo)、缺少或多余斜杠(如/api/user vs /api/user/
  • 特殊字符编码问题(如空格应编码为%20

Controller 配置问题

  • 类未添加@Controller@RestController注解

类未被Spring组件扫描到,可能原因:

  • @ComponentScan配置的包路径不正确
  • Controller类所在的包不在主启动类的同级或子级目录下
  • 使用了错误的扫描注解(如@ServletComponentScan

DispatcherServlet 配置问题

  • web.xmlurl-pattern配置为/*会拦截所有请求,包括静态资源和JSP
  • 未正确配置静态资源处理器
  • 缺少必要的Servlet映射配置

解决方案及实施步骤:

路径核对

  • 使用Postman等工具直接测试Controller接口
  • 在Controller方法中添加日志输出,确认请求是否到达
  • 检查是否有@PathVariable参数但请求未提供

注解检查

@RestController  // 或 @Controller
@RequestMapping("/api/users")
public class UserController {
    // 确保方法上有@RequestMapping或其派生注解
    @GetMapping("/{id}")
    public User getUser(@PathVariable Long id) {
        // ...
    }
}

DispatcherServlet 配置

推荐配置:

<servlet-mapping>
    <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>  <!-- 而不是 /* -->
</servlet-mapping>

Spring Boot中配置静态资源:

@Override
public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
    registry.addResourceHandler("/static/**")
           .addResourceLocations("classpath:/static/");
}

问题 2:参数绑定失败(400 错误)

可能原因深度分析:

类型不匹配

  • 前端传递字符串"123",但后端使用Integer接收
  • 集合类型参数未正确格式化(如List<String>需要?names=aa&names=bb

日期格式化

常见日期格式冲突:

  • 前端:"2024-05-20"
  • 后端期望:"2024/05/20"或时间戳

时区问题(如UTC与本地时区差异)

命名不一致

  • 驼峰命名与下划线命名转换问题
  • 嵌套对象属性访问(如user.address.city

完整解决方案:

基础类型处理

@GetMapping("/detail")
public Result detail(@RequestParam("user_id") Integer userId) {
    // 明确指定参数名
}

日期处理最佳实践

@PostMapping("/schedule")
public Result createSchedule(
        @RequestParam @DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd") Date startDate,
        @RequestBody @JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss", timezone = "GMT+8") Date endTime) {
    // 分别处理URL参数和JSON体中的日期
}

复杂对象绑定

// 实体类
public class User {
    @JsonProperty("user_id")  // 处理JSON字段名
    private Long userId;
    
    @RequestParam("user_name")  // 处理URL参数名
    private String userName;
}

// Controller
@PostMapping("/update")
public Result updateUser(@Valid User user) {
    // 支持混合绑定方式
}

补充技巧

全局日期格式配置(application.yml):

spring:
  jackson:
    date-format: yyyy-MM-dd HH:mm:ss
    time-zone: GMT+8

自定义参数解析器:实现HandlerMethodArgumentResolver处理特殊参数类型

4.2 业务逻辑层常见问题

问题 1:事务不生效(数据提交后未回滚)

详细原因分析:

注解位置问题

  • @Transactional注解在private/protected方法上无效
  • 注解被同类中的非事务方法调用

异常处理问题

  • 捕获了异常但未重新抛出
  • 抛出的异常类型不是RuntimeException
  • 自定义异常未继承RuntimeException

代理机制问题

  • 使用this.method()调用导致绕过Spring代理
  • 特殊场景:异步方法、synchronized方法

完整解决方案:

正确的事务配置

@Service
public class OrderService {
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class, propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void createOrder(OrderDTO dto) throws BusinessException {
        // 业务代码
    }
}

解决自调用问题方案

方案1:重构代码结构

方案2:通过AopContext获取代理对象

((OrderService) AopContext.currentProxy()).internalMethod();

方案3:使用@Autowired注入自身(需配合@Lazy

事务调试技巧

开启事务日志:

logging.level.org.springframework.transaction.interceptor=DEBUG
logging.level.org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager=DEBUG

问题 2:Service 层循环依赖(BeanCreationException)

典型场景分析:

直接循环依赖

@Service
class AService { @Autowired BService b; }

@Service
class BService { @Autowired AService a; }

间接循环依赖: A → B → C → A

构造器注入导致的不可解循环

@Service
class AService {
    private final BService b;
    public AService(BService b) { this.b = b; }
}

进阶解决方案:

架构层面重构

  • 提取公共逻辑到新的CommonService
  • 使用门面模式封装相关服务

技术解决方案

// 方案1:使用setter注入 + @Lazy
@Service
class AService {
    private BService b;
    
    @Autowired
    public void setB(@Lazy BService b) { this.b = b; }
}

// 方案2:使用ApplicationContext
@Service
class BService implements ApplicationContextAware {
    private ApplicationContext context;
    
    public void someMethod() {
        AService a = context.getBean(AService.class);
    }
}

Spring Boot 2.6+ 处理

配置允许循环引用(不推荐):

spring.main.allow-circular-references=true

4.3 持久层常见问题

问题 1:Mapper 接口与 XML 不匹配(BindingException)

完整排查清单:

路径匹配问题

  • 检查XML文件是否在resources目录的对应包路径下
  • Maven项目注意src/main/resourcessrc/main/java的目录结构一致性

ID匹配问题

  • 方法重载导致混淆
  • 泛型方法特殊处理

配置问题

  • MyBatis配置文件中<mappers>配置错误
  • Spring Boot中mybatis.mapper-locations配置不完整

详细解决方案:

项目结构规范

src/main/java
  └─com/example/mapper
        UserMapper.java
src/main/resources
  └─com/example/mapper
        UserMapper.xml

XML配置示例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" 
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <select id="selectById" resultType="com.example.entity.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

Spring Boot配置

# 确保扫描到Mapper接口
mybatis.mapper-locations=classpath*:mapper/**/*.xml
# 开启MyBatis日志
logging.level.com.example.mapper=DEBUG

问题 2:SQL 执行报错(SQLSyntaxErrorException)

深度排查指南:

SQL语法问题

  • 数据库方言差异(MySQL vs Oracle)
  • 保留关键字冲突(如使用order作为表名)
  • 分页语法差异

参数处理问题

  • #{}${}混用导致的语法错误
  • 参数类型不匹配(如字符串参数未加引号)

数据库连接问题

  • 连接池配置不当
  • 数据库版本不兼容
  • SSL连接配置错误

专业解决方案:

SQL调试技巧

# 打印完整执行的SQL(包括参数)
mybatis.configuration.log-impl=org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

参数处理规范

<!-- 正确用法 -->
<select id="findUsers" resultType="User">
    SELECT * FROM user 
    WHERE username = #{name} 
    AND create_time > #{date,jdbcType=TIMESTAMP}
</select>

<!-- 动态表名用法(需确保安全) -->
<select id="selectByTable" resultType="map">
    SELECT * FROM ${tableName} 
    WHERE id = #{id}
</select>

数据库连接配置

# 完整连接配置示例
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

高级技巧

使用MyBatis-Plus的SQL注入器防止SQL错误

配置SQL执行超时时间:

<select id="complexQuery" timeout="30">
    <!-- 复杂查询 -->
</select>

五、三层架构优化建议

5.1 代码复用与解耦

统一异常处理

使用Spring提供的@ControllerAdvice+@ExceptionHandler实现全局异常处理机制,可以避免在各个Controller中重复编写try-catch块。这种集中式异常处理方式具有以下优势:

  1. 减少重复代码,提高代码整洁度
  2. 统一异常响应格式,便于前端处理
  3. 可灵活分类处理不同类型的异常
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    /**
     * 处理业务异常
     * @param e 业务异常对象
     * @return 统一响应结果
     */
    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    @ResponseBody
    public Result<?> handleBusinessException(BusinessException e) {
        log.error("业务异常:{}", e.getMessage(), e);
        return Result.fail(e.getCode(), e.getMessage());
    }

    /**
     * 处理系统异常
     * @param e 异常对象
     * @return 统一响应结果
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseBody
    public Result<?> handleException(Exception e) {
        log.error("系统异常:", e);
        return Result.fail(500, "系统繁忙,请稍后再试");
    }
}

通用Service/DAO层设计

通过抽取通用CRUD操作方法到基类中,可以大幅减少重复代码。这种设计模式特别适合具有大量相似CRUD操作的系统:

1.定义通用Mapper接口

public interface BaseMapper<T> {
    int insert(T entity);  // 插入单条记录
    int deleteById(@Param("id") Serializable id);  // 根据主键删除
    int updateById(@Param("entity") T entity);  // 根据主键更新
    T selectById(@Param("id") Serializable id);  // 根据主键查询
    List<T> selectList(@Param("entity") T entity);  // 条件查询列表
    Page<T> selectPage(Page<T> page, @Param("entity") T entity);  // 分页查询
}

2.业务Mapper继承通用接口

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
    // 自定义方法
    @Select("SELECT * FROM user WHERE username = #{username}")
    User selectByUsername(@Param("username") String username);
    
    // 复杂查询示例
    @Select("SELECT u.* FROM user u JOIN department d ON u.dept_id = d.id WHERE d.name = #{deptName}")
    List<User> selectByDepartmentName(@Param("deptName") String deptName);
}

3.通用Service实现

public abstract class BaseServiceImpl<M extends BaseMapper<T>, T> implements BaseService<T> {
    @Autowired
    protected M baseMapper;

    @Override
    public boolean save(T entity) {
        return baseMapper.insert(entity) > 0;
    }

    @Override
    public boolean updateById(T entity) {
        return baseMapper.updateById(entity) > 0;
    }
    
    // 其他通用方法实现...
}

5.2 性能优化

缓存设计

在Service层合理使用缓存可以显著提升系统性能,特别是对于读多写少的场景:

缓存使用场景:

  • 高频访问的配置数据
  • 用户基础信息
  • 商品详情等静态数据
  • 计算结果缓存

缓存实现示例:

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Resource
    private RedisTemplate<String, User> redisTemplate;
    @Resource
    private UserMapper userMapper;
    
    // 缓存key前缀
    private static final String USER_CACHE_PREFIX = "user:id:";
    // 缓存过期时间(小时)
    private static final long CACHE_EXPIRE_HOURS = 1;

    @Override
    @Transactional(readOnly = true)
    public User getUserById(Integer userId) {
        String key = USER_CACHE_PREFIX + userId;
        // 1. 先查缓存
        User user = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (user != null) {
            return user;
        }
        
        // 2. 缓存未命中,查数据库
        user = userMapper.selectById(userId);
        if (user != null) {
            // 3. 设置缓存
            redisTemplate.opsForValue().set(
                key, 
                user, 
                CACHE_EXPIRE_HOURS, 
                TimeUnit.HOURS
            );
            
            // 4. 异步更新用户访问记录
            CompletableFuture.runAsync(() -> 
                updateUserAccessTime(userId)
            );
        }
        return user;
    }
    
    // 缓存一致性处理
    @Override
    @CacheEvict(key = "#user.id", condition = "#user.id != null")
    public boolean updateUser(User user) {
        return userMapper.updateById(user) > 0;
    }
}

批量操作优化

使用批量操作可以大幅减少数据库交互次数,提高性能:

1.MyBatis批量插入示例:

<!-- 批量插入用户 -->
<insert id="batchInsert" parameterType="java.util.List">
    INSERT INTO user (username, password, nickname, create_time)
    VALUES
    <foreach collection="list" item="item" index="index" separator=",">
        (#{item.username}, #{item.password}, #{item.nickname}, 
        <choose>
            <when test="item.createTime != null">#{item.createTime}</when>
            <otherwise>NOW()</otherwise>
        </choose>)
    </foreach>
</insert>

2.批量更新示例:

@Transactional
public int batchUpdateUserStatus(List<Integer> userIds, Integer status) {
    return userMapper.batchUpdateStatus(userIds, status);
}

<!-- XML映射 -->
<update id="batchUpdateStatus">
    UPDATE user SET status = #{status} WHERE id IN
    <foreach collection="userIds" item="id" open="(" separator="," close=")">
        #{id}
    </foreach>
</update>

5.3 扩展性优化

接口版本控制

良好的版本控制策略可以保证系统平滑升级:

1.URL路径版本控制:

@RestController
@RequestMapping("/api/v1/user")
public class UserControllerV1 {
    @GetMapping("/list")
    public Result<List<User>> listUsers() {
        // V1版本实现
    }
}

@RestController
@RequestMapping("/api/v2/user")
public class UserControllerV2 {
    @GetMapping("/list")
    public Result<PageInfo<User>> listUsers() {
        // V2版本实现,返回分页数据
    }
}

2.请求头版本控制:

@GetMapping("/user/list")
public Result<?> listUsers(@RequestHeader("X-API-Version") String version) {
    if ("2.0".equals(version)) {
        // 新版本逻辑
    } else {
        // 默认版本逻辑
    }
}

多数据源支持

使用Spring的AbstractRoutingDataSource实现动态数据源切换:

1.配置多数据源:

@Configuration
public class DataSourceConfig {
    @Bean
    @Primary
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")
    public DataSource masterDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")
    public DataSource slaveDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    public DataSource dynamicDataSource() {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>();
        targetDataSources.put("master", masterDataSource());
        targetDataSources.put("slave", slaveDataSource());
        
        DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource();
        dynamicDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);
        dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource());
        return dynamicDataSource;
    }
}

2.动态数据源路由:

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DataSourceContextHolder.getDataSourceType();
    }
}

public class DataSourceContextHolder {
    private static final ThreadLocal<String> contextHolder = new ThreadLocal<>();

    public static void setDataSourceType(String dataSourceType) {
        contextHolder.set(dataSourceType);
    }

    public static String getDataSourceType() {
        return contextHolder.get();
    }

    public static void clearDataSourceType() {
        contextHolder.remove();
    }
}

依赖注入优化

使用构造器注入可以避免循环依赖问题,提高代码可测试性:

1.推荐做法:

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    private final UserMapper userMapper;
    private final RoleService roleService;

    @Autowired
    public UserServiceImpl(UserMapper userMapper, RoleService roleService) {
        this.userMapper = userMapper;
        this.roleService = roleService;
    }
    
    // 业务方法...
}

2.使用Lombok简化代码:

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserServiceImpl implements UserService {
    private final UserMapper userMapper;
    private final RoleService roleService;
    
    // 自动生成构造器,无需手动编写
}

3.循环依赖解决方案:

// 使用@Lazy注解解决循环依赖
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    private final UserService userService;
    
    public OrderServiceImpl(@Lazy UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
}

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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