Introdução

Este artigo visa demonstrar alguns conceitos básicos para você que está começando a trabalhar profissionalmente com .NET e se encontra no seguinte momento da carreira: “Vou começar um projeto do zero, qual é a melhor forma de se trabalhar?”

Vamos apresentar alguns tópicos interessantes sobre o conceito de camadas e noções de arquitetura de sistemas empresariais comuns. Vamos discutir de forma simplificada como os conceitos se relacionam, para que de fato, você consiga ter um norte para começar a desenvolver um projeto. E por fim, vamos demonstrar como tudo isso acontece organizando os projetos no Visual Studio 2008. No final do artigo temos o exemplo completo para download.

Conceitos Iniciais: Perguntas e Respostas

1. Ouço muito falar em desenvolvimento n-camadas. Mas exatamente o que são camadas?
   É praticamente um consenso no mercado a separação do software em camadas. Para saber quais são as camadas físicas da aplicação, basta fazer a seguinte pergunta: “Em quais máquinas meu sistema irá rodar?”. Como respostas comuns, a vasta maioria das aplicações em .NET rodam em um servidor Web com o auxílio de um servidor de banco de dados. Portanto, temos 3 camadas físicas rodando em 2 máquinas: Apresentação (servidor web), Regras de negócio (servidor web) e Persistência (servidor de banco de dados e servidor web).

   Outras correntes de pensamento julgam que o número de camadas é proporcional ao número de componentes que podem rodar independentemente. Por exemplo, no caso acima, se tivéssemos também um Windows Service com o qual a parte web se comunicasse, teríamos uma quarta camada. Mesmo que o serviço rode na máquina da web.  Ou seja, na prática, o que vale mesmo é o número de “pedaços de software independentes” que fazem alguma coisa. Podemos dizer que a camada de negócios é independente pelo fato que ainda é possível rodar apenas a lógica de negócios sem a necessidade da camada de apresentação através de técnicas simples como testes unitários, por exemplo.

   Camadas lógicas são grupos de funcionalidade geralmente reutilizáveis, mas que não conseguem rodar dentro de um contexto isoladamente. Por exemplo, podemos falar em camada de acesso a dados: tal camada lógica pode ser chamada de um serviço do WCF, de uma aplicação Web clássica ou então, de uma aplicação Windows comum. Uma camada física pode conter várias camadas lógicas. Por exemplo, a camada de negócios pode conter uma camada de regras de negócio, outra camada de controle de segurança, etc…  Mas necessariamente estão no fluxo de dados principal da aplicação.

   Resumindo, camada é todo o “pedaço de software” que participa do fluxo de dados principal da aplicação. Caso o “pedaço de software” não participe mandatoriamente do fluxo de dados principal, mas é sempre utilizado de alguma forma, provavelmente estamos em vista do que chamamos de componente.

2. O que são componentes na prática?
   Componentes são conjuntos de classes e funções agrupados por funcionalidade similar, que podem servir a qualquer tipo de propósito e podem ser chamados por qualquer outra camada, componente ou mesmo, várias camadas e componentes. Geralmente  os componentes são pensados com o reuso em mente. Inclusive, geralmente vemos que as empresas se preocupam mais em criar componentes do que camadas reutilizáveis. Na prática, ao criar uma camada de acesso a dados, não temos como reutilizar em outro projeto totalmente diferente. Porém, um componente de controle de exceções ou componente de envio de e-mail é sempre reutilizável.
3. O que são aplicações corporativas na prática
   Aplicações corporativas são aquelas onde a sua razão de existir se justifica pela real necessidade de resolver um problema da empresa. Simples assim. Ela serve para otimizar algum processo interno, podendo ter uma criticidade alta e também, podendo ser responsável por causar grandes prejuízos à empresa caso ela não esteja no ar. Podemos afirmar que na prática, todas as aplicações corporativas trabalham com banco de dados em algum momento. Aplicações não-corporativas são aquelas que na prática são úteis apenas para uma pessoa e não para um conjunto de pessoas ou então, no caso de jogos, servem para diversão. Tais aplicações podem ser muito mais complexas ou muito mais simples do que aplicações corporativas e quase sempre são pensadas de formas totalmente distintas de uma aplicação corporativa.

Cuidados importantes

O desenvolvimento em múltiplas camadas exige que o desenvolvedor/arquiteto tenha muito senso de organização. Nós da Accendis já presenciamos vários equívocos. Vamos a eles:

1. Não exagere no número de camadas! Utilize o mínimo de camadas necessário para que a aplicação funcione hoje e amanhã, quando for preciso criar novas funcionalidades. Quanto maior o número de camadas, maior será a lentidão da aplicação, pois os dados deverão atravessar mais obstáculos do que o necessário.
2. Não tenha medo de separar em camadas! Há uma grande quantia de sites que usam apenas um projeto Web para fazer tudo do sistema. Tudo! Outras equipes usam o mesmo Windows Service (.exe) para colocar todas as regras de negócio do sistema, tornado-o impossível de debugar. O maior erro dos desenvolvedores é não pensar na testabilidade do código, isto é, provar de jeito simples que o código funciona. E depois, o Visual Studio é bem prático para se trabalhar com vários projetos. Como outras vantagens, temos maior clareza e organização, e no caso onde há controle de versão, quanto maior o número de arquivos e projetos, mais divisíveis são as tarefas.
3. Evite adotar padrões de projeto prontos que são facilmente encontrados na web. Não é por que parece ser lindo usar alguns tipos de elementos de arquitetura que você realmente precisará usar. O exemplo mais clássico disso é o fato de se usar uma camada de regras de negócio que na prática, só serve pra chamar a camada de acesso a dados.
4. Não confunda os papéis das camadas! Evite colocar regras de negócio nas páginas de code-behind. Evite colocar nas regras de negócio componentes que podem ser reutilizáveis… Enfim, use o bom senso!
5. Use e abuse do conceito de Namespaces. Separe classes similares em pastas. Esta dica é especialmente importante para código VB.NET, onde a lógica de namespaces é confusa para os recém-chegados.
6. Geralmente se cria 01 projeto para cada camada lógica da aplicação. Não se recomenda juntar camadas num mesmo projeto (isto é, uma DLL com mais de uma função geral). Não se recomenda também criar vários projetos para um propósito similar.
7. Cuidado ao utilizar padrões novos/avançados de projeto, como por exemplo, inversão de controle, arquitetura de plugins ou suporte a script. Use tais recursos somente se for absolutamente necessário e se todos os riscos de fracasso estiverem controlados. O mesmo vale para arquiteturas Web 2.0, como RIAs, MVC, etc… Atualmente, a escolha da tecnologia da camada de apresentação acarreta em alterações profundas na arquitetura do sistema com um todo. O fluxo de dados se modifica radicalmente. O maior risco é a falta de conhecimento dos desenvolvedores, que já são obrigados a absorver as novidades tecnológicas em uma velocidade estonteante. Mas, sempre esteja informado sobre novidades arquiteturais, pois as mesmas podem causar uma drástica redução da carga de trabalho. Um grande exemplo é o uso do Entity Framework ou NHibernate.
8. Refactoring não é crime! Não tenha medo de alterações grandes no seu projeto! Projetos são feitos para resolver o problema do business. Como o problema a ser resolvido pode mudar com o tempo, seu projeto e sua arquitetura também podem ser influenciados. Por exemplo, podemos ter uma página da web com alguma funcionalidade que precise também estar presente em aparelhos móveis. Obviamente as mudanças são necessárias no número de camadas, nas formas de trocas de mensagens, etc. Outro exemplo pode ser a remoção de uma camada de acesso a dados antiga feita em ADO.NET clássico para evoluir com o LINQ ou NHibernate. Outras vezes, você ser surpreendido com a necessidade de suportar mais de um banco de dados na mesma aplicação. As coisas mudam. Não seja resistente a mudanças. Aproveite!

Arquitetura básica de um projeto Web em ASP.NET

Os projetos web de hoje em dia são relativamente complexos. E projetos de grande porte geralmente acompanham serviços, executáveis e demais acessórios para realizar tarefas diversas que não sejam apenas respostas a requisições da Web.

Porém, de alguma forma tais aplicações estendem ou imitam o padrão. Basicamente, quando se usa .NET, a receita de bolo é a seguinte, mas não necessariamente a mais “profissional” ou “correta”:

1. [Camada de apresentação] Crie um projeto do tipo “Web Application” no Visual Studio. Não crie o projeto como “Web Site” pois esta decisão acarreta em várias dificuldades em criar funcionalidade comum a todas as páginas e causa dificuldades grandes ao referenciar dlls de outros projetos.
2. [Camada de negócios] Para a camada de negócios, geralmente se cria um projeto do tipo “Class Library” para conter regras de negócios e outra “Class Library” para conter as entidades da aplicação. Portanto devem ser criados 2 projetos. Vale relembrar que os projetos do tipo “Class Library” são bibliotecas que quando compiladas viram DLLs comuns.
3. [Camada de acesso a dados / Persistência] No mínimo sua aplicação terá que acessar os dados de alguma forma. Os dados podem ser expostos pelo banco em forma de tabelas, views ou stored procedures. Para isso, você terá que escrever ou usar outra solução que automatize o processo de criação de métodos para se comunicar com o banco. Crie um projeto do tipo “Class Library” para o projeto de acesso a dados também.
4. [Componentes] Crie uma biblioteca de componentes utilitários. Este projeto deverá conter componentes úteis para todas as camadas. No caso real, pode haver mais projetos de componentes.
5. [Testes Unitários] Crie uma biblioteca para guardar testes unitários. Para isso, é preciso ter alguma versão do Visual Studio que suporte a criação de testes unitários ou então, usar o NUnit para criar os testes.

Com isso, vamos acabar com uma solution com 6 projetos, ainda isolados entre si. Vamos discutir sobre como referenciar os projetos dentro da solution.

1. Todas as camadas devem referenciar a DLL de entidades da aplicação.
2. O projeto de testes unitários deverá referenciar todos os projetos da aplicação, com exceção do projeto Web.
3. O projeto Web referencia a DLL de negócios.
4. O projeto de negócios referencia a DLL de acesso a dados.
5. Todos os projetos, inclusive o de testes unitários, poderão referenciar a DLL de componentes, à medida da necessidade.

O diagrama conceitual da Solution do Visual Studio fica com o mostrado nas figuras abaixo. Como nós da Accendis já passamos por vários projetos em várias empresas, uma das tendências que encontramos foi a nomenclatura em inglês de namespaces, classes e métodos. Mas na prática, muitas pessoas acabam misturando as nomenclaturas para que o nome fique o menor possível. O maior argumento para usar nomenclatura em inglês é o fato de haver chances de vender o sistema para algum comprador internacional, tendo como premissa que o cliente final deverá ter condições de manter o código.

Na imagem abaixo estão os detalhes de cada projeto a ser criado:

Lista de todos os projetos a serem criados no Visual Studio

Nesta imagem abaixo, podemos ver um desenho mostrando as dependências entre cada projeto:

Relacionamento entre os diversos projetos da Solution do Visual Studio

Conclusão

Com esta noção inicial de como organizar um projeto, como referenciar projetos e soluções, você está pronto para começar a entender ou mesmo criar um projeto empresarial Web comum de médio porte. Entretanto, este modelo muitas vezes pode ser estendido com mais pedaços de software, como Web Services, Windows Services e mesmo, alguma camada de aplicação RIA, como Silverlight ou Flex.

Antes de encerrar este artigo, queremos deixar claro que quase sempre compensa fazer este tipo de solução, com componentes separados em camadas. O que se vê por aí é que o projeto começa pequeno, cresce desordenadamente e fica impossível de se trabalhar com o tempo. Logo, o tempo inicial para montagem da solução compensa o esforço de refactoring futuro.

Para baixar esta solução de exemplo, clique aqui para obter a solução em formato zip, utilizando Visual Studio 2008 Team System e compilado em .NET Framework 3.5 SP1. No projeto de testes, referenciamos a DLL NUnit.Framework.

Dúvidas, Sugestões, Reclamações ou Dicas? Comente!

Grande abraço!
Mário Meyrelles (http://twitter.com/mariomeyrelles)
Equipe Accendis