阅读 646

由Spring应用的瑕疵谈谈DDD的概念与应用(二)

上一篇文章中,通过Spring Web应用的瑕疵引出改善的措施,我们讲解了领域驱动开发的相关概念和设计策略。本文主要讲解领域模型的几种类型和DDD的简单实践案例。

架构风格

在《实现领域驱动设计》一书中提到了几种架构风格:六边形架构、REST架构、CQRS 和事件驱动等。在实际使用中,落地的架构并非是纯粹其中的一种,而很有可能户将上述几种架构风格结合起来实现。

分层架构

分层架构的一个重要原则是每层只能与位于其下方的层发生耦合。分层架构可以简单分为两种,即严格分层架构和松散分层架构。在严格分层架构中,某层只能与位于其直接下方的层发生耦合,而在松散分层架构中,则允许某层与它的任意下方层发生耦合。DDD分层架构中比较经典的三种模式:四层架构、五层架构和六边形架构。

四层架构

Eric Evans在《领域驱动设计-软件核心复杂性应对之道》这本书中提出了传统的四层架构模式:

  • User Interface为用户界面层(或表示层),负责向用户显示信息和解释用户命令。这里指的用户可以是另一个计算机系统,不一定是使用用户界面的人。
  • Application为应用层,定义软件要完成的任务,并且指挥表达领域概念的对象来解决问题。这一层所负责的工作对业务来说意义重大,也是与其它系统的应用层进行交互的必要渠道。应用层要尽量简单,不包含业务规则或者知识,而只为下一层中的领域对象协调任务,分配工作,使它们互相协作。它没有反映业务情况的状态,但是却可以具有另外一种状态,为用户或程序显示某个任务的进度。
  • Domain为领域层(或模型层),负责表达业务概念,业务状态信息以及业务规则。尽管保存业务状态的技术细节是由基础设施层实现的,但是反映业务情况的状态是由本层控制并且使用的。领域层是业务软件的核心,领域模型位于这一层。
  • Infrastructure层为基础实施层,向其他层提供通用的技术能力:为应用层传递消息,为领域层提供持久化机制,为用户界面层绘制屏幕组件,等等。基础设施层还能够通过架构框架来支持四个层次间的交互模式。

传统的四层架构都是限定型松散分层架构,即Infrastructure层的任意上层都可以访问该层(“L”型),而其它层遵守严格分层架构。

五层架构

五层架构是根据《DCI架构:面向对象编程的新构想》中提及的DCI架构模式总结而成。DCI架构(Data、Context和Interactive三层架构):

  • Data层描述系统有哪些领域概念及其之间的关系,该层专注于领域对象的确立和这些对象的生命周期管理及关系,让程序员站在对象的角度思考系统,从而让“系统是什么”更容易被理解。
  • Context层:是尽可能薄的一层。Context往往被实现得无状态,只是找到合适的role,让role交互起来完成业务逻辑即可。但是简单并不代表不重要,显示化context层正是为人去理解软件业务流程提供切入点和主线。
  • Interactive层主要体现在对role的建模,role是每个context中复杂的业务逻辑的真正执行者,体现“系统做什么”。role所做的是对行为进行建模,它联接了context和领域对象。由于系统的行为是复杂且多变的,role使得系统将稳定的领域模型层和多变的系统行为层进行了分离,由role专注于对系统行为进行建模。该层往往关注于系统的可扩展性,更加贴近于软件工程实践,在面向对象中更多的是以类的视角进行思考设计。

DCI目前广泛被看作是对DDD的一种发展和补充,用在基于面向对象的领域建模上。五层架构的具体定义如下:

  • User Interface是用户接口层,主要用于处理用户发送的Restful请求和解析用户输入的配置文件等,并将信息传递给Application层的接口。
  • Application层是应用层,负责多进程管理及调度、多线程管理及调度、多协程调度和维护业务实例的状态模型。当调度层收到用户接口层的请求后,委托Context层与本次业务相关的上下文进行处理。
  • Context是环境层,以上下文为单位,将Domain层的领域对象cast成合适的role,让role交互起来完成业务逻辑。
  • Domain层是领域层,定义领域模型,不仅包括领域对象及其之间关系的建模,还包括对象的角色role的显式建模。
  • Infrastructure层是基础实施层,为其他层提供通用的技术能力:业务平台,编程框架,持久化机制,消息机制,第三方库的封装,通用算法,等等。
六边形架构

六边形架构(Hexagonal Architecture),又称为端口和适配器风格,最早由 Alistair Cockburn 提出。在 DDD 社区得到了发展和推广,之所以是六变形是为了突显这是个扁平的架构,每个边界的权重是相等的。

我们知道,经典分层架构分为三层(展现层、应用层、数据访问层),而对于六边形架构,可以分成另外的三层:

  • 领域层(Domain Layer):最里面,纯粹的核心业务逻辑,一般不包含任何技术实现或引用。
  • 端口层(Ports Layer):领域层之外,负责接收与用例相关的所有请求,这些请求负责在领域层中协调工作。端口层在端口内部作为领域层的边界,在端口外部则扮演了外部实体的角色。
  • 适配器层(Adapters Layer):端口层之外,负责以某种格式接收输入、及产生输出。比如,对于 HTTP 用户请求,适配器会将转换为对领域层的调用,并将领域层传回的响应进行封送,通过 HTTP 传回调用客户端。在适配器层不存在领域逻辑,它的唯一职责就是在外部世界与领域层之间进行技术性的转换。适配器能够与端口的某个协议相关联并使用该端口,多个适配器可以使用同一个端口,在切换到某种新的用户界面时,可以让新界面与老界面同时使用相同的端口。

图片转自网络
图片转自网络

这样做的好处是将使业务边界更加清晰,从而获得更好的扩展性,除此之外,业务复杂度和技术复杂度分离,是 DDD 的重要基础,核心的领域层可以专注在业务逻辑而不用理会技术依赖,外部接口在被消费者调用的时候也不用去关心业务内部是如何实现。

REST架构

RESTful风格的架构将 资源 放在第一位,每个 资源 都有一个 URI 与之对应,可以将 资源 看着是 DDD 中的实体;RESTful 采用具有自描述功能的消息实现无状态通信,提高系统的可用性;至于 资源 的哪些属性可以公开出去,针对 资源的操作,RESTful使用HTTP协议的已有方法来实现:GET、PUT、POST和DELETE。

在 DDD 的实现中,我们可以将对外的服务设计为 RESTful 风格的服务,将实体/值对象/领域服务作为资源对外提供增删改查服务。但是并不建议直接将实体暴露在外,一来实体的某些隐私属性并不能对外暴露,二来某些资源获取场景并不是一个实体就能满足。因此我们在实际实践过程中,在领域模型上增加了 DTO 这样一个角色,DTO 可以组合多个实体/值对象的资源对外暴露。

CQRS

CQRS 就是平常大家在讲的读写分离,通常读写分离的目的是为了提高查询性能,同时达到读/写的解耦。让 DDD 和 CQRS 结合,我们可以分别对读和写建模,查询模型通常是一种非规范化数据模型,它并不反映领域行为,只是用于数据显示;命令模型执行领域行为,且在领域行为执行完成后,想办法通知到查询模型。

那么命令模型如何通知到查询模型呢? 如果查询模型和领域模型共享数据源,则可以省却这一步;如果没有共用数据源,则可以借助于 消息模式(Messaging Patterns)通知到查询模型,从而达到最终一致性(Eventual Consistency)。

Martin 在 blog 中指出:CQRS 适用于极少数复杂的业务领域,如果不是很适合反而会增加复杂度;另一个适用场景为获取高性能的服务。

领域模型

在上面小节讲解了领域驱动设计的几种架构风格,下面我们具体结合简单的实例来看其中的领域模型划分,初步分为4大类:

  1. 失血模型
  2. 贫血模型
  3. 充血模型
  4. 胀血模型

我们看看这些领域模型的具体内容,以及他们的优缺点。

失血模型

失血模型简单来说,就是domain object只有属性的getter/setter方法的纯数据类,所有的业务逻辑完全由business object来完成(又称TransactionScript),这种模型下的domain object被Martin Fowler称之为“贫血的domain object”。如下:

  • 一个实体类叫做Item

    public class Item implements Serializable {   
     private Long id = null;   
     private int version;   
     private String name;   
     private User seller;   
     // ...  
     //   getter/setter方法省略不写,避免篇幅太长   
    复制代码

}
```

  • 一个DAO接口类叫做ItemDao

    public interface ItemDao {   
     public Item getItemById(Long id);   
     public Collection findAll();   
     public void updateItem(Item item);   
    复制代码

} ```

  • 一个DAO接口实现类叫做ItemDaoHibernateImpl

    public class ItemDaoImpl implements ItemDao extends DaoSupport {   
     public Item getItemById(Long id) {   
         return (Item) getHibernateTemplate().load(Item.class, id);   
     }   
     public Collection findAll() {   
         return (List) getHibernateTemplate().find("from Item");   
     }   
     public void updateItem(Item item) {   
         getHibernateTemplate().update(item);   
     }   
    复制代码

} ```

  • 一个业务逻辑类叫做ItemManager(或者叫做ItemService)

    复制代码

public class ItemManager {
private ItemDao itemDao;
public void setItemDao(ItemDao itemDao) { this.itemDao = itemDao;}
public Bid loadItemById(Long id) {
itemDao.loadItemById(id);
}
public Collection listAllItems() {
return itemDao.findAll();
}
public Bid placeBid(Item item, User bidder, MonetaryAmount bidAmount,
Bid currentMaxBid, Bid currentMinBid) throws BusinessException {
if (currentMaxBid != null && currentMaxBid.getAmount().compareTo(bidAmount) > 0) {
throw new BusinessException("Bid too low.");
}

  // ...  
复制代码

} ```

以上是一个完整的失血模型的示例代码。在这个示例中,loadItemById、findAll 等等业务逻辑统统放在 ItemManager 中实现,而 Item 只有 getter/setter 方法。

贫血模型

简单来说,就是 domain ojbect 包含了不依赖于持久化的领域逻辑,而那些依赖持久化的领域逻辑被分离到 Service 层。

Service(业务逻辑,事务封装) --> DAO ---> domain object

这也就是 Martin Fowler 指的 rich domain object:

  • 一个带有业务逻辑的实体类,即domain object是Item
  • 一个DAO接口ItemDao
  • 一个DAO实现ItemDaoHibernateImpl
  • 一个业务逻辑对象ItemManager

这种模型的优点:

  1. 各层单向依赖,结构清楚,易于实现和维护
  2. 设计简单易行,底层模型非常稳定

缺点为:

  1. domain object的部分比较紧密依赖的持久化 domain logic 被分离到Service层,显得不够 OO
  2. Service 层过于厚重

具体代码较为简单,不再展示。

充血模型

充血模型和第二种模型差不多,所不同的就是如何划分业务逻辑,即认为,绝大多业务逻辑都应该被放在domain object里面(包括持久化逻辑),而Service层应该是很薄的一层,仅仅封装事务和少量逻辑,不和DAO层打交道。

Service(事务封装) ---> domain object <---> DAO

这种模型就是把第二种模型的 domain object 和 business object 合二为一了。所以 ItemManager 就不需要了,在这种模型下面,只有三个类,他们分别是:

  • Item:包含了实体类信息,也包含了所有的业务逻辑
  • ItemDao:持久化DAO接口类
  • ItemDaoHibernateImpl:DAO接口的实现类

在这种模型中,所有的业务逻辑全部都在Item中,事务管理也在Item中实现。 这种模型的优点:

  1. 更加符合OO的原则
  2. Service层很薄,只充当Facade的角色,不和DAO打交道。

这种模型的缺点:

  1. DAO和domain object形成了双向依赖,复杂的双向依赖会导致很多潜在的问题。
  2. 如何划分Service层逻辑和domain层逻辑是非常含混的,在实际项目中,由于设计和开发人员的水平差异,可能导致整个结构的混乱无序。
  3. 考虑到Service层的事务封装特性,Service层必须对所有的domain object的逻辑提供相应的事务封装方法,其结果就是Service完全重定义一遍所有的domain logic,非常烦琐,而且 Service 的事务化封装其意义就等于把 OO 的domain logic 转换为过程的 Service TransactionScript。

胀血模型

基于充血模型的第三个缺点,有同学提出,干脆取消Service层,只剩下domain object和DAO两层,在domain object的domain logic上面封装事务。

domain object(事务封装,业务逻辑) <---> DAO

似乎ruby on rails就是这种模型,他甚至把 domain object 和 DAO 都合并了。

该模型优点:

  1. 简化了分层
  2. 也算符合OO

该模型缺点:

  1. 很多不是domain logic的 service 逻辑也被强行放入 domain object,引起了domain ojbect模型的不稳定
  2. domain object 暴露给web层过多的信息,可能引起意想不到的副作用。

小结

在这四种模型当中,失血模型和胀血模型应该是不被提倡的。而贫血模型和充血模型从技术上来说,都已经是可行的了。贫血模型和充血模型哪个更加好一些?人们针对这个问题进行了旷日持久的争论,最后仍然没有什么结果。双方争论的焦点主要在我上面加粗的两句话上,就是领域模型是否要依赖持久层,因为依赖持久层就意味着单元测试的展开要更加困难(无法脱离框架进行测试,原文的讨论中这里专指Hibernate),领域层就更难独立,将来也更难从应用程序中剥离出来,当然好处是业务逻辑不必混放在不同的层中,使得单一职责性体现的更好。而支持者(充血模型)认为,只要将持久层抽象出来,即可减少测试的困难性,同时适用充血模型毕竟带来了不少开发上的便利性,除了依赖持久层这一点,拥有更多好处的充血模型仍然值得选择。最后,谁也没能说服谁,关于贫血模型和充血模型的选择,更多的要靠具体的业务场景来决定,并不能说哪一种更比哪一种好。设计模式这种东西不是向来都没有什么定论么。

我个人则倾向使用充血模型,因为充血模型更加像一个设计完善的系统架构,好在计算机世界里有很多的 IOC 和 DI 框架,唯一的缺陷依赖持久层可以通过各种变通的方法绕过,随着技术的进步,一些缺陷也会被慢慢解决。我的思路是这样的:先将持久层抽象为接口,然后通过服务层将持久层注入到领域模型中,这样领域模型仅仅会依赖于持久层的接口。而这个接口,可以利用现有框架的技术进行抽象。

参考

  1. 【DDD】业务建模实践 —— 删除帖子
  2. 贫血,充血模型的解释以及一些经验
关注下面的标签,发现更多相似文章
评论