sábado, 29 de octubre de 2016

Arquitectura de N-Capas con Visual Studio .NET y AngularJS

Este artículo es el primero de una serie de artículos en que quiero explicar mi visión de la programación por capas.

La Arquitectura de N-capas es probablemente uno de los modelos más utilizados en programación. Se utiliza tan a menudo porque es escalable, extensible, segura, fácil de mantener en el tiempo, reutilizable y se puede trabajar por diferentes programadores según su especialidad sin interferirse el trabajo.

En este artículo voy a presentar una arquitectura básica de n-capas que se puede utilizar para la creación de pequeñas hasta grandes aplicaciones.

Para el desarrollo de una arquitectura en capas robusta y perdurable en el tiempo, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
·         Las capas de una aplicación deben ser independientes entre sí, como las fichas de un lego. De esta manera podemos reemplazar cualquiera de las capas por una más actualizada en cualquier momento.
·         Se debe mantener el principio de responsabilidad modular, esto quiere decir que cada capa es responsable de un tema o característica.
·         Principio de caja negra. Cada componente es independiente de otros y solo interactúa en sus entradas y salidas.
·         Don't Repeat Yourself (DRY). Principio de No repitas. Cada funcionalidad debe estar una sola vez en el sistema (Sin duplicados).
·         Establecer normas en la codificación del desarrollo. Esto asegura la consistencia de código y el mantenimiento del mismo.

Ventajas

Ilustración 1
Siendo la programación en capas una arquitectura que tiene como objetivo principal separar la capa de diseño de la de lógica, existen otros valores adicionales que aportan a proyectos grandes entre otros como:

·         Facilita la creación de código estructurado
·         Facilita el trabajo en equipo, permitiendo que varios programadores trabajen paralelamente en una misma funcionalidad sin interferirse mutuamente.
·         Permite separar algunas de las capas de código en diferentes servidores para balanceo de cargas, buses de datos empresariales, etc.



En la ilustración 1 podrás apreciar el un modelo básico de capas.



Proyecto ejemplo y descripción de capas

Se elaboró un ejemplo en Visual Studio 2013 con base de datos SQL Server 2014 para la descripción de la arquitectura, a continuación, encontrarás una breve descripción de la funcionalidad que tiene cada capa, los aplicativos relacionados y las herramientas utilizadas en el ejemplo relacionados con cada capa.:


Base de Datos: es la encargada de la persistencia de los datos, la integridad de la información y el acceso a los mismos, está formada por uno o más sistemas de gestión de base de datos “SGBD” como son: Oracle, SQL server, mySQL, PostgreSQL, MongoDB, etc.  

Para el ejemplo estamos usando el motor de base de datos SQL Server Express 2014. La base de datos consiste en dos tablas, una que se llama tipo de identificación y otra Persona relacionadas entre sí como se muestra en la ilustración 1.

Importante: Al final del artículo encontraras el Script para crear la base de datos, el script incluye 200 datos creados aleatoriamente mediante estadística de los nombres y apellidos más comunes. En el script tienes que cambiar el nombre dela base de datos donde vas a colocar las tablas.

Acceso a datos: La capa de acceso de datos contiene la funcionalidad para la Creación, Consulta, Actualización y Eliminación o “CRUD” por sus siglas en inglés (Create, Read, Update and Delete) de datos en la base de datos. Hoy en día en esta capa se utilizan objetos de mapeo relacional “ORM” como son NHibernate o Entity Framework “EF”.

Para el ejemplo usamos Entity Frameworky y Linq para gestionar el CRUD de las tablas mediante clases en C#. Como punto importante cuando se instancia el modelo de datos, se realiza en una clase padre que es heredada por las clases que gestionan el CRUD, lo anterior para poder hacer configuraciones al EF que afecten a todas las clases.

Importante: Si se quiere actualizar el modelo desde la base de datos se debe cambiar la cadena de conexión "EntidadesDatos" del Entity Framework en el archivo App.config.

Lógica de negocios:  La Business Logic Layer contiene la funcionalidad principal de la aplicación. El objetivo es llevar a cabo toda la lógica personalizada que se aplica sobre los datos en métodos que se exponen desde la capa de acceso de datos.

Por ejemplo: Encriptación, Des encriptación de datos, validación de atributos, otro ejemplo: Si estoy registrando una persona y esta es menor de edad, el documento de identificación no puede ser el de un adulto.

Servicios: La capa de servicios permite exponer la capa de lógica de negocios como una API para sistemas propios o de terceros. Aunque esta capa no es obligatoria, en algunos sistemas se expone la capa de lógica de negocios directamente a la de presentación. La capa de servicios se debe implementar cuando se prevé que la lógica de la aplicación se expondrá a más de un aplicativo o capa de presentación.

Presentación: La capa de presentación es responsable de organizar la interfaz de usuario de la aplicación, es el Front End de nuestro aplicativo. En nuestro ejemplo la capa de presentación está elaborada en MVC con Bootstrap, jquery  y AngularJS.

En esta capa se puede utilizar tecnologías como ASP.NET Web Forms o ASP.NET MVC, Xamarin, etc.

Para el ejemplo la capa de presentación que usamos está elaborada como un proyecto web mvc con Bootstrap, AngularJS. Lo anterior nos permite que el ejemplo sea web responsive.
El ejemplo consiste en un Grid elaborado con Angular que permite el filtrado y ordenamiento de registros y las demás pantallas del CRUD con Visual Studio y Bootstrap.

Importante: Para que el proyecto pueda conectarse a la base de datos, no olviden cambiar la cadena de conexión "EntidadesDatos" del Entity Framework en el archivo web.config.

Entidades: La capa de entidades contiene todas las entidades que se utilizan en los demás proyectos de la aplicación, tales como las que representan las tablas de la base de datos, los Objetos de transferencia de datos o DTO (Data Transfer Objects) y los atributos a los datos de las clases.
Para el ejemplo, en esta capa agregamos clases parciales donde agregamos validaciones y anotaciones a los atributos de una clase mediante “DataAnnotations”.

Componente: La capa de Componentes, contiene todas las bibliotecas o funcionalidades comunes que se pueden utilizar en cualquiera de las capas anteriores. Por ejemplo: la funcionalidad de la validación, manejo de textos, herramientas de cifrado o clases de registro de excepción se puede añadir a esta capa.

Los archivos del Ejemplo
Descargar script para la creación de la base de datos aquí.
Decargar el código fuente del aplicativo aquí.

Pasos para utilizar el ejemplo:
1. Bajar los archivos
2. Crear una base de datos en SQL server
3. Ajustar la cadena de conexión del Entity Framework en el web.config y App.config
4. Ejecutar el aplicativo.




Para finalizar les recuerdo:

Cada quien tiene su manera de matar pulgas, así que puede haber una gran cantidad de maneras de hacer el mismo trabajo.

Estos artículos son ejemplos, así que, si tienes una mejor manera de hacerlo o puedes colaborarme con alguna observación, tu comentario es bienvenido.
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