【架构与设计】常见微服务分层架构的区别和落地实践

作者：京东科技 康志兴

前言

从强调内外隔离的六边形架构，逐渐发展衍生出的层层递进、注重领域模型的洋葱架构，再到和 DDD 完美契合的整洁架构。架构风格的不断演进，其实就是为了适应软件需求越来越复杂的特点。

可以看到，越现代的架构风格越倾向于清晰的职责定位，且让领域模型成为架构的核心。

基于这些架构风格，在软件架构设计过程中又有非常多的架构分层模型。

传统三层架构

传统服务通常使用三层架构：

• 门面层：作为服务暴露的入口，处理所有的外部请求。部分情况下，门面层甚至不需要单独定义对象而是直接使用服务层的实体定义。

• 服务层：作为核心业务层，包含所有业务逻辑。并对基础层能力进行简单组合提供一定的能力复用。通常服务层会进行实体定义来防止下层对象体直接暴露给外部服务，导致底层任何变化都有可能直接传递到外部，非常不稳定。

• 基础层：用来存放 dao 和外部 rpc 服务的封装，二者可以拆分为不同的 module，也可合二为一，以不同 package 进行隔离。

三层架构特点就是简单，适用于一些无复杂业务场景的小型应用，或者“数据不可变”作为基础原则的 DOP（面向数据编程）服务。

但是当业务场景稍微复杂一些、调用层级较多时，可复用性、可维护性就都非常差了，很多代码都耦合在一起，牵一发动全身。

DDD 架构

DDD 架构可以看做是整洁架构的一种实现，分层职责如下：

• 适配层：用来做外部不同端请求的适配器，隔离不同端的协议差异，包装不同端不同样式的响应体。

• 应用层：用例、任务入口、消息队列监听均在这一层，可以理解为业务流程的入口，通过聚合根的构造执行相应的命令操作。

• 领域服务层：包含核心的领域服务定义，并定义了 gateway 来做一层依赖倒置，使基础设施层仅做实现。

• 基础设施层包含一切基础能力：数据库、ES、远程调用封装等等。

优点

• 核心稳定：领域模型在依赖链上是顶层角色，不依赖任何其他模块，所以极其稳定。其他任何业务域、存储、边缘能力的变化都不会对领域模型造成影响。

• 敏捷：适合不同团队一起开发和维护而不会产生冲突。

• 可拆分：当有届上下文随着演进逐渐膨胀时，很容易拆分成微服务。

• 可扩展：添加新的功能非常简单，从而使得开发人员能够更快的部署和调整。

• 可演进：良好的可测试性带来非常低的重构成本，不会随着不断迭代导致项目成为难以修改的“大泥球”。

如此多的优点自然带来明确的缺点

• 专业性要求较高：需要对业务、架构原则理解深刻的人员进行设计和维护，不恰当的领域模型将使后续迭代极为痛苦。

• 开发成本高：复杂的架构设计，更多的架构分层，自然带来代码行数的指数级增长。尤其是项目前期的开发任务变得异常繁重。

• 不再适合简单的业务场景：实现一个简单的 CRUD 显得过于复杂。

• 改变决策困难：尝试使用整洁架构需要和团队的管理层和其他成员达成一致，这往往需要非常强大的说服力。如果在架构演进过程中想切换回其他架构模式也十分困难，几乎是整个项目级别的重构工作。

简单的微服务分层架构

基于六边形架构规范的接口适配原则和防腐理念，同时借鉴了 CQRS 模式的优点，我们定义了一个简单的微服务分层架构。

分层定义如下：

• 门面层：作为程序的入口，通过包隔离来存放 JSF 服务、Rest 服务、定时任务和 MQ 消费，其中对外提供服务的接口定义存放在单独的 api 包中。该层的请求定义命名以 Request 结尾，响应体命名以 Response 结尾。

• 领域服务层：每一个领域服务存放在单独的 module 中，并通过单独的 api 包对外暴露能力。该层的命令请求定义命名以 Command 结尾，查询请求定义命名以 Query 结尾，响应体命名以 Dto 结尾。

• 基础设施层：存放数据库、ES、远程调用服务的封装。该层的持久化数据定义命名以 Po 结尾。远程命令服务入参命名以 RpcCommand 结尾，远程查询服务入参命名以 RpcQuery 结尾，响应体命名以 RpcDto 结尾。

最佳实践

1. 命令服务必须访问领域服务层，允许简单查询直接调用基础设施层。

2. 参数校验、请求出入参日志、审计日志记录、TraceID 预埋、异常处理等非核心业务能力均由公共组件完成，减少项目内部的边缘能力代码。

3. 由于在门面层进行统一的异常处理，非必要时无需在项目中进行大面积的 try-catch，让代码更清爽。

4. 实际开发过程中，门面层、领域服务层和基础设施层均有各自的实体定义，跨层调用的对象体转换使用MapStruct组件来减少手写映射代码的工作量。

5. 数据层使用Fluent-Mybatis，最大好处是减少后期迭代中，数据对象增减字段时修改 Mapper 的成本。

优点

1. 开发效率

简单的业务开发过程中，相比较书写核心业务逻辑，更多的工作量几乎都是来自处理跨层调用时对象转换和 Mapper 定义，通过 MapStruct 和 Fluent-Mybatis 等组件的使用（也许再加上 GitHub Copilot😁），编写一个实体的增删改查接口基本在 5 分钟内搞定，省下来的时间可以多走读两遍代码或者多写几个分支的测试用例，也算是降本增效了。

2. 服务隔离

通过 module 隔离不同的领域服务，降低不同领域服务之间的耦合程度。

3. 外部服务防腐

远程调用统一封装在基础设施层中，降低外部变化对系统内部的影响。

缺点

1. 基础设施层的实体作为顶层依赖

由于对基础设施层的依赖没有通过 api 包进行隔离，所以基础设施层的对象会直接暴露在领域服务层和门面层。对此可以通过使用 ArchUnit 组件进行架构防腐。

如果需要定义完善的领域实体充血模型，建议参考 DDD 架构定义 gateway 层来进行基础设施层的依赖倒置。

最后

软件工程的方方面面都遵循一个最基本的道理：没有银弹，架构分层模型更是如此，每一种都有各自优缺点，所以请根据不同的业务场景，并遵循简单、可演进这两个重要的架构原则选择合适的架构分层模型即可。

架构不只是工作，更是一门艺术。