熬夜整理的 2W 字 DDD 学习笔记
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DDD 不是架构,而是一种架构设计方法论,它通过边界划分将复杂业务领域简单化,帮我们设计出清晰的领域和应用边界,可以很容易地实现架构演进。
基础概念
领域
领域就是用来确定范围的,范围即边界,这也是 DDD 在设计中不断强调边界的原因。
简言之,DDD 的领域就是这个边界内要解决的业务问题域。
领域可以进一步划分为子领域。我们把划分出来的多个子领域称为子域,每个子域对应一个更小的问题域或更小的业务范围。领域可以拆分为多个子领域。一个领域相当于一个问题域,领域拆分为子域的过程就是大问题拆分为小问题的过程。
其实很好理解,DDD 的研究方法与自然科学的研究方法类似。当人们在自然科学研究中遇到复杂问题时,通常的做法就是将问题一步一步地细分,再针对细分出来的问题域,逐个深入研究,探索和建立所有子域的知识体系。当所有问题子域完成研究时,我们就建立了全部领域的完整知识体系了。
在领域不断划分的过程中,领域会细分为不同的子域,子域可以根据自身重要性和功能属性划分为三类子域,它们分别是:核心域、通用域和支撑域。
决定产品和公司核心竞争力的子域是核心域,它是业务成功的主要因素和公司的核心竞争力。没有太多个性化的诉求,同时被多个子域使用的通用功能子域是通用域。还有一种功能子域是必需的,但既不包含决定产品和公司核心竞争力的功能,也不包含通用功能的子域,它就是支撑域。
这三类子域相较之下,核心域是最重要的,通用域和支撑域如果对应到企业系统,举例来说的话,通用域则是你需要用到的通用系统,比如认证、权限等等,这类应用很容易买到,没有企业特点限制,不需要做太多的定制化。而支撑域则具有企业特性,但不具有通用性,例如数据代码类的数据字典等系统。
聚合根与领域服务负责封装实现业务逻辑。领域服务负责对聚合根进行调度和封装,同时可以对外提供各种形式的服务,对于不能直接通过聚合根完成的业务操作就需要通过领域服务。
说白了就是,聚合根本身无法完全处理这个逻辑,例如支付这个步骤,订单聚合不可能支付,所以在订单聚合上架一层领域服务,在领域服务中实现支付逻辑,然后应用服务调用领域服务。
遵守以下规范:
同限界上下文内的聚合之间的领域服务可直接调用。
两个限界上下文的交互必须通过应用服务层抽离 接口->适配层 适配。
例子,用户升职,上级领导要变,上级领导的下属要变,代码如下:
限界上下文
我们可以将限界上下文拆解为两个词:限界和上下文。
限界就是领域的边界,而上下文则是语义环境。通过领域的限界上下文,我们就可以在统一的领域边界内用统一的语言进行交流,简单来说限界上下文可以理解为语义环境。
综合一下,我认为限界上下文的定义就是:用来封装通用语言和领域对象,提供上下文环境,保证在领域之内的一些术语、业务相关对象等(通用语言)有一个确切的含义,没有二义性。
这个边界定义了模型的适用范围,使团队所有成员能够明确地知道什么应该在模型中实现,什么不应该在模型中实现。
举个例子:
在一个明媚的早晨,孩子起床问妈妈:“今天应该穿几件衣服呀?”,妈妈回答:“能穿多少就穿多少!”那到底是穿多还是穿少呢?
如果没有具体的语义环境,还真不太好理解。但是,如果你已经知道了这句话的语义环境,比如是寒冬腊月或者是炎炎夏日,那理解这句话的涵义就会很容易了。
所以语言离不开它的语义环境。
而业务的通用语言就有它的业务边界,我们不大可能用一个简单的术语没有歧义地去描述一个复杂的业务领域。限界上下文就是用来细分领域,从而定义通用语言所在的边界。
正如电商领域的商品一样,商品在不同的阶段有不同的术语,在销售阶段是商品,而在运输阶段则变成了货物。同样的一个东西,由于业务领域的不同,赋予了这些术语不同的涵义和职责边界,这个边界就可能会成为未来微服务设计的边界。看到这,我想你应该非常清楚了,领域边界就是通过限界上下文来定义的。
理论上限界上下文就是微服务的边界。我们将限界上下文内的领域模型映射到微服务,就完成了从问题域到软件的解决方案。
限界上下文之间的映射关系:
合作关系(Partnership):两个上下文紧密合作的关系,一荣俱荣,一损俱损。
共享内核(Shared Kernel):两个上下文依赖部分共享的模型。
客户方-供应方开发(Customer-Supplier Development):上下文之间有组织的上下游依赖。
遵奉者(Conformist):下游上下文只能盲目依赖上游上下文。
防腐层(Anticorruption Layer):一个上下文通过一些适配和转换与另一个上下文交互。
开放主机服务(Open Host Service):定义一种协议来让其他上下文来对本上下文进行访问。
发布语言(Published Language):通常与 OHS 一起使用,用于定义开放主机的协议。
大泥球(Big Ball of Mud):混杂在一起的上下文关系,边界不清晰。
另谋他路(SeparateWay):两个完全没有任何联系的上下文。
可以说,限界上下文是微服务设计和拆分的主要依据。在领域模型中,如果不考虑技术异构、团队沟通等其它外部因素,一个限界上下文理论上就可以设计为一个微服务。
贫血模型和充血模型
贫血模型
贫血模型具有一堆属性和 set get 方法,存在的问题就是通过 pojo 这个对象上看不出业务有哪些逻辑,一个 pojo 可能被多个模块调用,只能去上层各种各样的 service 来调用,这样以后当梳理这个实体有什么业务,只能一层一层去搜 service,也就是贫血失忆症,不够面向对象。
充血模型
比如如下 user 用户有改密码,改手机号,修改登录失败次数等操作,都内聚在这个 user 实体中,每个实体的业务都是清晰的,就是充血模型,充血模型的内存计算会多一些,内聚核心业务逻辑处理。
说白了就是,不只是有贫血模型中的 setter getter 方法,还有其他的一些业务方法,这才是面向对象的本质,通过 user 实体就能看出有哪些业务存在。
实体和值对象
实体
实体和值对象这两个概念都是领域模型中的领域对象。实体和值对象是组成领域模型的基础单元。
在代码模型中,实体的表现形式是实体类,这个类包含了实体的属性和方法,通过这些方法实现实体自身的业务逻辑。
在 DDD 里,这些实体类通常采用充血模型,与这个实体相关的所有业务逻辑都在实体类的方法中实现,跨多个实体的领域逻辑则在领域服务中实现。
实体以 DO(领域对象)的形式存在,每个实体对象都有唯一的 ID。比如商品是商品上下文的一个实体,通过唯一的商品 ID 来标识,不管这个商品的数据如何变化,商品的 ID 一直保持不变,它始终是同一个商品。
在领域模型映射到数据模型时,一个实体可能对应 0 个、1 个或者多个数据库持久化对象。大多数情况下实体与持久化对象是一对一。在某些场景中,有些实体只是暂驻静态内存的一个运行态实体,它不需要持久化。比如,基于多个价格配置数据计算后生成的折扣实体。
而在有些复杂场景下,实体与持久化对象则可能是一对多或者多对一的关系。比如,用户 user 与角色 role 两个持久化对象可生成权限实体,一个实体对应两个持久化对象,这是一对多的场景。
再比如,有些场景为了避免数据库的联表查询,提升系统性能,会将客户信息 customer 和账户信息 account 两类数据保存到同一张数据库表中,客户和账户两个实体可根据需要从一个持久化对象中生成,这就是多对一的场景。
权限管理系统——用户实体,代码如下:
值对象
简单来说,值对象本质上就是一个集。
那这个集合里面有什么呢?若干个用于描述目的、具有整体概念和不可修改的属性。
那这个集合存在的意义又是什么?在领域建模的过程中,值对象可以保证属性归类的清晰和概念的完整性,避免属性零碎。
举例代码如下:
人员实体原本包括:姓名、年龄、性别以及人员所在的省、市、县和街道等属性。这样显示地址相关的属性就很零碎了对不对?现在,我们可以将“省、市、县和街道等属性”拿出来构成一个“地址属性集合”,这个集合就是值对象了。
当你决定一个领域概念是否是 一个值对象时,你需要考虑它是否拥有以下特征:
它度量或者描述了领城中的一件东西。
它可以作为不变量。
度量和描述改变时,可以用另一个值对象予以替换。
它可以和其他值对象进行相等性比较。
它不会对协作对象造成副作用。
值对象与实体一起构成聚合。值对象逻辑上是实体属性的一部分,用于描述实体的特征。值对象创建后就不允许修改了,只能用另外一个值对象来整体替换。
值对象是一些不会修改,只能完整替换的属性值的集合,你更关注他的属性和值,它没有太多的业务行为,用于描述实体的一些属性集,被实体引用,依附于实体的值对象基本没有自己的数据库表。
是否要设计成值对象,你要看这个对象是否后续还会来回修改,会不会有生命周期。如果不可修改,并且以后也不会专门针对它进行查询或者统计,你就可以把它设计成值对象,如果不行,那就设计成实体吧。
在领域建模时,我们可以将部分对象设计为值对象,保留对象的业务涵义,同时又减少了实体的数量;在数据建模时,我们可以将值对象嵌入实体,减少实体表的数量,简化数据库设计。
关于值对象,我还要多说几句。其实,DDD 引入值对象还有一个重要的原因,就是到底领域建模优先还是数据建模优先?
DDD 提倡从领域模型设计出发,而不是先设计数据模型。前面讲过了,传统的数据模型设计通常是一个表对应一个实体,一个主表关联多个从表,当实体表太多的时候就很容易陷入无穷无尽的复杂的数据库设计,领域模型就很容易被数据模型绑架。可以说,值对象的诞生,在一定程度上,和实体是互补的。
同样的对象在不同的场景下,可能会设计出不同的结果。有些场景中,地址会被某一实体引用,它只承担描述实体的作用,并且它的值只能整体替换,这时候你就可以将地址设计为值对象,比如收货地址。而在某些业务场景中,地址会被经常修改,地址是作为一个独立对象存在的,这时候它应该设计为实体,比如行政区划中的地址信息维护。
唯一的身份标识和可变性(mutability)特征将实体对象和值对象区分开来。
比如,如果系统提供根据人名查找功能,但此时一个 Person 实体的唯一标识极有可能不是人名,因为存在大量重名的情况。 另 一方面,如果 一个系统提供根据公司税号的查找功能,此时税号便可以作为 Company 实体的唯一标识,因为政府为每个公司分配了唯一的税号。
值对象可以用于存放实体的唯 一标识。值对象是不变(immutable)的,这可以保证实体身份的稳定性,并且与身份标识相关的行为也可以得到集中处理。
以下是一些常用的创建实体身份标识的策略,从简单到复杂依次为:
用户提供一个或多个初始唯一值作为程序输入,程序应该保证这些初始值是唯 一的。
程序内部通过某种算法自动生成身份标识,此时可以使用一些类库或框架,当然程序自身也可以完成这样的功能。
程序依赖于持久化存储,比如数据库,来生成唯一标识。
另一个限界上下文 (系统或程序)已经决定出了唯一标识,这作为程序的输入,用户可以在一组标识中进行选择。
聚合
实体和值对象是很基础的领域对象。实体一般对应业务对象,它具有业务属性和业务行为;而值对象主要是属性集合,对实体的状态和特征进行描述。但实体和值对象都只是个体化的对象,它们的行为表现出来的是个体的能力。
那聚合在其中起什么作用呢?
举个例子。社会是由一个个的个体组成的,象征着我们每一个人。随着社会的发展,慢慢出现了社团、机构、部门等组织,我们开始从个人变成了组织的一员,大家可以协同一致的工作,朝着一个最大的目标前进,发挥出更大的力量。
领域模型内的实体和值对象就好比个体,而能让实体和值对象协同工作的组织就是聚合,它用来确保这些领域对象在实现共同的业务逻辑时,能保证数据的一致性。
比如创建一个订单,必然会生成订单详情,订单详情肯定会有商品信息,我们在修改商品信息的时候,肯定就不能影响到这个订单详情中的商品信息。再比如:用户在下单的时候,会选择一个地址作为邮寄地址,如果该用户立刻下另一个订单,并对自己个人中心的地址进行修改,肯定就不能影响刚刚下单的邮寄地址信息。
你可以这么理解,聚合就是由业务和逻辑紧密关联的实体和值对象组合而成的,聚合是数据修改和持久化的基本单元,每一个聚合对应一个仓储,实现数据的持久化。
聚合在 DDD 分层架构里属于领域层,领域层包含了多个聚合,共同实现核心业务逻辑。
跨多个实体的业务逻辑通过领域服务来实现,跨多个聚合的业务逻辑通过应用服务来实现。比如有的业务场景需要同一个聚合的 A 和 B 两个实体来共同完成,我们就可以将这段业务逻辑用领域服务来实现;而有的业务逻辑需要聚合 C 和聚合 D 中的两个服务共同完成,这时你就可以用应用服务来组合这两个服务。
聚合根
如果把聚合比作组织,那聚合根就是这个组织的负责人。聚合根也称为根实体,它不仅是实体,还是聚合的管理者。
首先它作为实体本身,拥有实体的属性和业务行为,实现自身的业务逻辑。其次它作为聚合的管理者,在聚合内部负责协调实体和值对象按照固定的业务规则协同完成共同的业务逻辑。
最后在聚合之间,它还是聚合对外的接口人,以聚合根 ID 关联的方式接受外部任务和请求,在上下文内实现聚合之间的业务协同。也就是说,聚合之间通过聚合根 ID 关联引用,如果需要访问其它聚合的实体,就要先访问聚合根,再导航到聚合内部实体,外部对象不能直接访问聚合内实体。
下面以保险的投保业务场景为例,看一下聚合的构建过程主要都包括哪些步骤:
第 1 步:采用事件风暴,根据业务行为,梳理出在投保过程中发生这些行为的所有的实体和值对象,比如投保单、标的、客户、被保人等等。
第 2 步:从众多实体中选出适合作为对象管理者的根实体,也就是聚合根。判断一个实体是否是聚合根,你可以结合以下场景分析:是否有独立的生命周期?是否有全局唯一 ID?是否可以创建或修改其它对象?是否有专门的模块来管这个实体。图中的聚合根分别是投保单和客户实体。
第 3 步:根据业务单一职责和高内聚原则,找出与聚合根关联的所有紧密依赖的实体和值对象。构建出 1 个包含聚合根(唯一)、多个实体和值对象的对象集合,这个集合就是聚合。在图中我们构建了客户和投保这两个聚合。
第 4 步:在聚合内根据聚合根、实体和值对象的依赖关系,画出对象的引用和依赖模型。这里我需要说明一下:投保人和被保人的数据,是通过关联客户 ID 从客户聚合中获取的,在投保聚合里它们是投保单的值对象,这些值对象的数据是客户的冗余数据,即使未来客户聚合的数据发生了变更,也不会影响投保单的值对象数据。从图中我们还可以看出实体之间的引用关系,比如在投保聚合里投保单聚合根引用了报价单实体,报价单实体则引用了报价规则子实体。
第 5 步:多个聚合根据业务语义和上下文一起划分到同一个限界上下文内。
这就是一个聚合诞生的完整过程了。
领域事件
举例来说的话,领域事件可以是业务流程的一个步骤,比如投保业务缴费完成后,触发投保单转保单的动作;也可能是定时批处理过程中发生的事件,比如批处理生成季缴保费通知单,触发发送缴费邮件通知操作;或者一个事件发生后触发的后续动作,比如密码连续输错三次,触发锁定账户的动作。
在做用户旅程或者场景分析时,我们要捕捉业务、需求人员或领域专家口中的关键词:“如果发生……,则……”“当做完……的时候,请通知……”“发生……时,则……”等。在这些场景中,如果发生某种事件后,会触发进一步的操作,那么这个事件很可能就是领域事件。
领域事件相关案例
我来给你介绍一个保险承保业务过程中有关领域事件的案例。
一个保单的生成,经历了很多子域、业务状态变更和跨微服务业务数据的传递。这个过程会产生很多的领域事件,这些领域事件促成了保险业务数据、对象在不同的微服务和子域之间的流转和角色转换。在下面这张图中,我列出了几个关键流程,用来说明如何用领域事件驱动设计来驱动承保业务流程。
事件起点:客户购买保险-业务人员完成保单录入-生成投保单-启动缴费动作。
投保微服务生成缴费通知单,发布第一个事件:缴费通知单已生成,将缴费通知单数据发布到消息中间件。收款微服务订阅缴费通知单事件,完成缴费操作。缴费通知单已生成,领域事件结束。
收款微服务缴费完成后,发布第二个领域事件:缴费已完成,将缴费数据发布到消息中间件。原来的订阅方收款微服务这时则变成了发布方。原来的事件发布方投保微服务转换为订阅方。投保微服务在收到缴费信息并确认缴费完成后,完成投保单转成保单的操作。缴费已完成,领域事件结束。
投保微服务在投保单转保单完成后,发布第三个领域事件:保单已生成,将保单数据发布到消息中间件。保单微服务接收到保单数据后,完成保单数据保存操作。保单已生成,领域事件结束。
保单微服务完成保单数据保存后,后面还会发生一系列的领域事件,以并发的方式将保单数据通过消息中间件发送到佣金、收付费和再保等微服务,一直到财务,完后保单后续所有业务流程。这里就不详细说了。
总之,通过领域事件驱动的异步化机制,可以推动业务流程和数据在各个不同微服务之间的流转,实现微服务的解耦,减轻微服务之间服务调用的压力,提升用户体验。
一个完整的领域事件 = 事件发布 + 事件存储 + 事件分发 + 事件处理。
事件发布:构建一个事件,需要唯一标识,然后发布;
事件存储:发布事件前需要存储,因为接收后的事件也会存储,可用于重试或对账等;就是每次执行一次具体的操作时,把行为记录下来,执行持久化。
事件分发:服务内的应用服务或者领域服务直接发布给订阅者,服务外需要借助消息中间件,比如 Kafka,RabbitMQ 等,支持同步或者异步。
事件处理:先将事件存储,然后再处理。
当然了,实际开发中事件存储和事件处理不是必须的。
因此实现方案:发布订阅模式,分为跨上下文(Kafka,RocketMq)和上下文内(Spring 事件,Guava Event Bus)的领域事件。
举个例子,用户注册后,发送短信和邮件,使用 Spring 事件实现领域事件代码如下:
事件风暴
事件风暴是一项团队活动,领域专家与项目团队通过头脑风暴的形式,罗列出领域中所有的领域事件,整合之后形成最终的领域事件集合,然后对每一个事件,标注出导致该事件的命令,再为每一个事件标注出命令发起方的角色。命令可以是用户发起,也可以是第三方系统调用或者定时器触发等,最后对事件进行分类,整理出实体、聚合、聚合根以及限界上下文。而事件风暴正是 DDD 战略设计中经常使用的一种方法,它可以快速分析和分解复杂的业务领域,完成领域建模。
DDD 分层架构
DDD 的分层架构在不断发展。最早是传统的四层架构;再后来领域层和应用层之间增加了上下文环境(Context)层,五层架构(DCI)就此形成了。
DDD 分层架构中的要素其实和三层架构类似,只是在 DDD 分层架构中,这些要素被重新归类,重新划分了层,确定了层与层之间的交互规则和职责边界。
用户接口层
用户接口层是前端应用和微服务之间服务访问和数据交换的桥梁。它处理前端发送的 Restful 请求和解析用户输入的配置文件等,将数据传递给应用层。或获取应用服务的数据后,进行数据组装,向前端提供数据服务。主要服务形态是 Facade 服务。
Facade 服务分为接口和实现两个部分。完成服务定向,DO 与 DTO 数据的转换和组装,实现前端与应用层数据的转换和交换。
一般包括用户接口、Web 服务、rpc 请求,mq 消息等外部输入均被视为外部输入的请求。对外暴露 API,具体形式不限于 RPC、Rest API、消息等。
一般都很薄,提供必要的参数校验和异常捕获流程。
一般会提供 VO 或者 DTO 到 Entity 或者 ValueObject 的转换,用于前后端调用的适配,当然 dto 可以直接使用 command 和 query,视情况而定。
用户接口层很重要,在于前后端调用的适配。若你的微服务要面向很多应用或渠道提供服务,而每个渠道的入参出参都不一样,你不太可能开发出太多应用服务,这样 Facade 接口就起很好的作用了,包括 DO 和 DTO 对象的组装和转换等。
应用层
应用层是很薄的一层,理论上不应该有业务规则或逻辑,主要面向用例和流程相关的操作。但应用层又位于领域层之上,因为领域层包含多个聚合,所以它可以协调多个聚合的服务和领域对象完成服务编排和组合,协作完成业务操作。除了同步方法调用外,还可以发布或者订阅领域事件,权限校验、事务控制,一个事务对应一个聚合根。
应用层负责不同聚合之间的服务和数据协调,负责微服务之间的事件发布和订阅。
通过应用服务对外暴露微服务的内部功能,这样就可以隐藏领域层核心业务逻辑的复杂性以及内部实现机制。
应用层的主要服务形态有:应用服务、事件发布和订阅服务。应用服务内用于组合和编排的服务,主要来源于领域服务,也可以是外部微服务的应用服务。
领域层
领域层包含聚合根、实体、值对象、领域服务等领域模型中的领域对象。
这里我要特别解释一下其中几个领域对象的关系,以便你在设计领域层的时候能更加清楚。
首先,领域模型的业务逻辑主要是由实体和领域服务来实现的,其中实体会采用充血模型来实现所有与之相关的业务功能。
其次,你要知道,实体和领域对象在实现业务逻辑上不是同级的,当领域中的某些功能,单一实体(或者值对象)不能实现时,领域服务就会出马,它可以组合聚合内的多个实体(或者值对象),实现复杂的业务逻辑。
领域层主要的服务形态有实体方法和领域服务。实体采用充血模型,在实体类内部实现实体相关的所有业务逻辑,实现的形式是实体类中的方法。实体是微服务的原子业务逻辑单元。在设计时我们主要考虑实体自身的属性和业务行为,实现领域模型的核心基础能力。不必过多考虑外部操作和业务流程,这样才能保证领域模型的稳定性。
DDD 提倡富领域模型,尽量将业务逻辑归属到实体对象上,实在无法归属的部分则设计成领域服务。
领域服务会对多个实体或实体方法进行组装和编排,实现跨多个实体的复杂核心业务逻辑。对于严格分层架构,如果单个实体的方法需要对应用层暴露,则需要通过领域服务封装后才能暴露给应用服务。
基础层
基础层也叫基础设施层,基础层是贯穿所有层的,它的作用就是为其它各层提供通用的技术和基础服务,包括第三方工具、驱动、消息中间件、网关、文件、缓存以及数据库等,比较常见的功能还是提供数据库持久化。
基础层的服务形态主要是仓储服务。仓储服务包括接口和实现两部分。仓储接口服务供应用层或者领域层服务调用,仓储实现服务,完成领域对象的持久化或数据初始化。
DDD 分层架构的数据库等基础资源访问,采用了仓储(Repository)设计模式,通过依赖到置实现各层对基础资源的解耦。
仓储又分为两部分:仓储接口和仓储实现。
仓储接口放在领域层中,仓储实现放在基础层。原来三层架构通用的第三方工具包、驱动、Common、Utility、Config 等通用的公共的资源类统一放到了基础层。
比如说,在传统架构设计中,由于上层应用对数据库的强耦合,很多公司在架构演进中最担忧的可能就是换数据库了,因为一旦更换数据库,就可能需要重写大部分的代码,这对应用来说是致命的。那采用依赖倒置的设计以后应用层就可以通过解耦来保持独立的核心业务。
为业务逻辑提供支撑能力,提供通用的技术能力,仓库写增删改查类似 DAO。
防腐层实现(封装变化)用于业务检查和隔离第三方服务,内部 try catch。
防腐层(ACL)
当某个功能模块需要依赖第三方系统提供的数据或者功能时,我们常用的策略就是直接使用外部系统的 API、数据结构。
这样存在的问题就是,因使用外部系统,而被外部系统的质量问题影响,从而“腐化”本身设计的问题。
因此我们的解决方案就是在两个系统之间加入一个中间层,隔离第三方系统的依赖,对第三方系统进行通讯转换和语义隔离,这个中间层,我们叫它防腐层。
说白了就是,两个系统之间加了中间层,中间层类似适配器模式,解决接口差异的对接,接口转换是单向的(即从调用方向被调用方进行接口转换),防腐层强调两个子系统语义解耦,接口转换是双向的。
服务调用
微服务内跨层服务调用
微服务架构下往往采用前后端分离的设计模式,前端应用独立部署。前端应用调用发布在 API 网关上的 Facade 服务,Facade 定向到应用服务。应用服务作为服务组织和编排者,它的服务调用有这样两种路径:
第一种是应用服务调用并组装领域服务。此时领域服务会组装实体和实体方法,实现核心领域逻辑。领域服务通过仓储服务获取持久化数据对象,完成实体数据初始化。
第二种是应用服务直接调用仓储服务。这种方式主要针对像缓存、文件等类型的基础层数据访问。这类数据主要是查询操作,没有太多的领域逻辑,不经过领域层,不涉及数据库持久化对象。
微服务之间的服务调用
微服务之间的应用服务可以直接访问,也可以通过 API 网关访问。由于跨微服务操作,在进行数据新增和修改操作时,你需关注分布式事务,保证数据的一致性。
领域事件驱动
领域事件驱动包括微服务内和微服务之间的事件。微服务内通过事件总线(EventBus)完成聚合之间的异步处理。微服务之间通过消息中间件完成。异步化的领域事件驱动机制是一种间接的服务访问方式。当应用服务业务逻辑处理完成后,如果发生领域事件,可调用事件发布服务,完成事件发布。当接收到订阅的主题数据时,事件订阅服务会调用事件处理领域服务,完成进一步的业务操作。
服务依赖
在《实现领域驱动设计》一书中,DDD 分层架构有一个重要的原则:每层只能与位于其下方的层发生耦合。
而架构根据耦合的紧密程度又可以分为两种:严格分层架构和松散分层架构。
优化后的 DDD 分层架构模型就属于严格分层架构,任何层只能对位于其直接下方的层产生依赖。而传统的 DDD 分层架构则属于松散分层架构,它允许某层与其任意下方的层发生依赖。
那我们怎么选呢?综合我的经验,为了服务的可管理,我建议你采用严格分层架构。
在严格分层架构中,领域服务只能被应用服务调用,而应用服务只能被用户接口层调用,服务是逐层对外封装或组合的,依赖关系清晰。
而在松散分层架构中,领域服务可以同时被应用层或用户接口层调用,服务的依赖关系比较复杂且难管理,甚至容易使核心业务逻辑外泄。试想下,如果领域层中的某个服务发生了重大变更,那该如何通知所有调用方同步调整和升级呢?但在严格分层架构中,你只需要逐层通知上层服务就可以了。
服务封装
在严格分层架构模式下,不允许服务的跨层调用,每个服务只能调用它的下一层服务。服务从下到上依次为:实体方法、领域服务和应用服务。如果需要实现服务的跨层调用,我们应该怎么办?我建议你采用服务逐层封装的方式。
我们看一下上面这张图,服务的封装和调用主要有以下几种方式:
实体方法的封装
实体方法是最底层的原子业务逻辑。如果单一实体的方法需要被跨层调用,你可以将它封装成领域服务,这样封装的领域服务就可以被应用服务调用和编排了。如果它还需要被用户接口层调用,你还需要将这个领域服务封装成应用服务。经过逐层服务封装,实体方法就可以暴露给上面不同的层,实现跨层调用。
封装时服务前面的名字可以保持一致,你可以用 DomainService 或 *AppService 后缀来区分领域服务或应用服务。
领域服务的组合和封装
领域服务会对多个实体和实体方法进行组合和编排,供应用服务调用。如果它需要暴露给用户接口层,领域服务就需要封装成应用服务。
应用服务的组合和编排
应用服务会对多个领域服务进行组合和编排,暴露给用户接口层,供前端应用调用。
在应用服务组合和编排时,你需要关注一个现象:多个应用服务可能会对多个同样的领域服务重复进行同样业务逻辑的组合和编排。当出现这种情况时,你就需要分析是不是领域服务可以整合了。你可以将这几个不断重复组合的领域服务,合并到一个领域服务中实现。这样既省去了应用服务的反复编排,也实现了服务的演进。这样领域模型将会越来越精炼,更能适应业务的要求。
应用服务类放在应用层 Service 目录结构下。领域事件的发布和订阅类放在应用层 Event。
DDD 建模步骤
设计领域模型的一般步骤如下:
根据需求划分出初步的领域和限界上下文,以及上下文之间的关系。
进一步分析每个上下文内部,识别出哪些是实体,哪些是值对象。
对实体、值对象进行关联和聚合,划分出聚合的范畴和聚合根。
为聚合根设计仓储,并思考实体或值对象的创建方式。
在工程中实践领域模型,并在实践中检验模型的合理性,倒推模型中不足的地方并重构。
DDD 代码模型
微服务—级目录是按照 DDD 分层架构的分层职责来定义的。从下面这张图中,我们可以看到,在代码模型里分别为用户接口层、应用层、领域层和基础层,建立了 interfaces、application、domain 和 infrastructure 四个—级代码目录。
Interfaces(用户接口层)∶它主要存放用户接口层与前端交互、展现数据相关的代码。前端应用通过这一层的接口,向应用服务获取展现所需的数据。这一层主要用来处理用户发送的 Restful 请求,解析用户输入的配置文件,并将数据传递给 Application 层。数据的组装、数据传输格式以及 Facade 接口等代码都会放在这一层目录里。
Application(应用层)︰它主要存放应用层服务组合和编排相关的代码。应用服务向下基于微服务内的领域服务或外部微服务的应用服务完成服务的编排和组合,向上为用户接口层提供各种应用数据展现支持服务。应用服务和事件等代码会放在这一层目录里。
Domain(领域层)︰它主要存放领域层核心业务逻辑相关的代码。领域层可以包含多个聚合代码包,它们共同实现领域模型的核心业务逻辑。聚合以及聚合内的实体、方法、领域服务和事件等代码会放在这一层目录里。
Infrastructure(基础层)∶它主要存放基础资源服务相关的代码,为其它各层提供的通用技术能力、三方软件包、数据库服务、配置和基础资源服务的代码都会放在这一层目录里。
用户接口层
Interfaces 的代码目录结构有:assembler、dto 和 facade 三类。
Assembler:实现 DTO 与领域对象之间的相互转换和数据交换。一般来说 Assembler 与 DTO 总是一同出现。
DTO:它是数据传输的载体,内部不存在任何业务逻辑,我们可以通过 DTO 把内部的领域对象与外界隔离。
Facade:提供较粗粒度的调用接口,将用户请求委派给一个或多个应用服务进行处理。
应用层
Application 的代码目录结构有:event 和 service。
Event(事件):这层目录主要存放事件相关的代码。它包括两个子目录:publish 和 subscribe。前者主要存放事件发布相关代码,后者主要存放事件订阅相关代码(事件处理相关的核心业务逻辑在领域层实现)。
这里提示一下:虽然应用层和领域层都可以进行事件的发布和处理,但为了实现事件的统一管理,我建议你将微服务内所有事件的发布和订阅的处理都统一放到应用层,事件相关的核心业务逻辑实现放在领域层。通过应用层调用领域层服务,来实现完整的事件发布和订阅处理流程。
Service(应用服务):这层的服务是应用服务。应用服务会对多个领域服务或外部应用服务进行封装、编排和组合,对外提供粗粒度的服务。应用服务主要实现服务组合和编排,是一段独立的业务逻辑。你可以将所有应用服务放在一个应用服务类里,也可以把一个应用服务设计为一个应用服务类,以防应用服务类代码量过大。
领域层
Domain 是由一个或多个聚合包构成,共同实现领域模型的核心业务逻辑。聚合内的代码模型是标准和统一的,包括:entity、event、repository 和 service 四个子目录。
而领域层聚合内部的代码目录结构是这样的:
Aggregate(聚合):它是聚合软件包的根目录,可以根据实际项目的聚合名称命名,比如权限聚合。在聚合内定义聚合根、实体和值对象以及领域服务之间的关系和边界。聚合内实现高内聚的业务逻辑,它的代码可以独立拆分为微服务。以聚合为单位的代码放在一个包里的主要目的是为了业务内聚,而更大的目的是为了以后微服务之间聚合的重组。聚合之间清晰的代码边界,可以让你轻松地实现以聚合为单位的微服务重组,在微服务架构演进中有着很重要的作用。
Entity(实体):它存放聚合根、实体、值对象以及工厂模式(Factory)相关代码。实体类采用充血模型,同一实体相关的业务逻辑都在实体类代码中实现。跨实体的业务逻辑代码在领域服务中实现。
Event(事件):它存放事件实体以及与事件活动相关的业务逻辑代码。
Service(领域服务):它存放领域服务代码。一个领域服务是多个实体组合出来的一段业务逻辑。你可以将聚合内所有领域服务都放在一个领域服务类中,你也可以把每一个领域服务设计为一个类。如果领域服务内的业务逻辑相对复杂,我建议你将一个领域服务设计为一个领域服务类,避免由于所有领域服务代码都放在一个领域服务类中,而出现代码臃肿的问题。领域服务封装多个实体或方法后向上层提供应用服务调用。
Repository(仓储):它存放所在聚合的查询或持久化领域对象的代码,通常包括仓储接口和仓储实现方法。为了方便聚合的拆分和组合,我们设定了一个原则:一个聚合对应一个仓储。
特别说明:按照 DDD 分层架构,仓储实现本应该属于基础层代码,但为了在微服务架构演进时,保证代码拆分和重组的便利性,可以将聚合仓储实现的代码放到聚合包内。这样,如果需求或者设计发生变化导致聚合需要拆分或重组时,我们就可以将包括核心业务逻辑和仓储代码的聚合包整体迁移,轻松实现微服务架构演进。
基础层
Infrastructure 的代码目录结构有:config 和 util 两个子目录。
Config:主要存放配置相关代码。
Util:主要存放平台、开发框架、消息、数据库、缓存、文件、总线、网关、第三方类库、通用算法等基础代码,你可以为不同的资源类别建立不同的子目录。
关于代码模型还需要强调两点内容。
第一点:聚合之间的代码边界一定要清晰。聚合之间的服务调用和数据关联应该是尽可能的松耦合和低关联,聚合之间的服务调用应该通过上层的应用层组合实现调用,原则上不允许聚合之间直接调用领域服务。这种松耦合的代码关联,在以后业务发展和需求变更时,可以很方便地实现业务功能和聚合代码的重组,在微服务架构演进中将会起到非常重要的作用。
第二点:你一定要有代码分层的概念。写代码时一定要搞清楚代码的职责,将它放在职责对应的代码目录内。应用层代码主要完成服务组合和编排,以及聚合之间的协作,它是很薄的一层,不应该有核心领域逻辑代码。领域层是业务的核心,领域模型的核心逻辑代码一定要在领域层实现。如果将核心领域逻辑代码放到应用层,你的基于 DDD 分层架构模型的微服务慢慢就会演变成传统的三层架构模型了。
目录结构
以下是一个 DDD 工程的代码目录结构,提供参考:
数据对象视图
数据持久化对象 PO(Persistent Object):持久化对象,它跟持久层(通常是关系型数据库)的数据结构形成一 一对应的映射关系,如果持久层是关系型数据库,那么,数据表中的每个字段(或若干个)就对应 PO 的一个(或若干个)属性。最形象的理解就是一个 PO 就是数据库中的一条记录,好处是可以把一条记录作为一个对象处理,可以方便的转为其它对象。也有团队使用 DO(Data Object)表示数据对象。
领域对象 DO(Domain Object):领域对象,就是从现实世界中抽象出来的有形或无形的业务实体,使用的是充血模型设计的对象。也有团队使用用 BO(Business Objects)表示业务对象的概念。
数据传输对象 DTO(Data Transfer Object):数据传输对象,主要用于远程调用之间传输的对象的地方。比如我们一张表有 100 个字段,那么对应的 PO 就有 100 个属性。但是客户端只需要 10 个字段,没有必要把整个 PO 对象传递到客户端,这时我们就可以用只有这 10 个属性的 DTO 来传递结果到客户端,这样也不会暴露服务端表结构。到达客户端以后,如果用这个对象来对应界面显示,那此时它的身份就转为 VO。DTO 泛指用于展示层与服务层之间的数据传输对象,当然 VO 也相当于数据 DTO 的一种。
视图对象 VO(View Object):视图对象,主要对应界面显示的数据对象。对于一个 WEB 页面,小程序,微信公众号等前端需要的数据对象。也有团队用 VO 表示领域层中的 Value Object 值对象,这个要根据团队的规范来定义。
简单对象 POJO(Plain Ordinary Java Object):简单对象,是只具有 setter getter 方法对象的统称。但是不要把对象名命名成 xxxPOJO!
我们结合下面这张图,看看微服务各层数据对象的职责和转换过程。
基础层
基础层的主要对象是 PO 对象。我们需要先建立 DO 和 PO 的映射关系。当 DO 数据需要持久化时,仓储服务会将 DO 转换为 PO 对象,完成数据库持久化操作。当 DO 数据需要初始化时,仓储服务从数据库获取数据形成 PO 对象,并将 PO 转换为 DO,完成数据初始化。大多数情况下 PO 和 DO 是一一对应的。但也有 DO 和 PO 多对多的情况,在 DO 和 PO 数据转换时,需要进行数据重组
领域层
领域层的主要对象是 DO 对象。DO 是实体和值对象的数据和业务行为载体,承载着基础的核心业务逻辑。通过 DO 和 PO 转换,我们可以完成数据持久化和初始化。
应用层
应用层的主要对象是 DO 对象。如果需要调用其它微服务的应用服务,DO 会转换为 DTO,完成跨微服务的数据组装和传输。用户接口层先完成 DTO 到 DO 的转换,然后应用服务接收 DO 进行业务处理。如果 DTO 与 DO 是一对多的关系,这时就需要进行 DO 数据重组。
用户接口层
用户接口层会完成 DO 和 DTO 的互转,完成微服务与前端应用数据交互及转换。Facade 服务会对多个 DO 对象进行组装,转换为 DTO 对象,向前端应用完成数据转换和传输。
前端应用
前端应用主要是 VO 对象。展现层使用 VO 进行界面展示,通过用户接口层与应用层采用 DTO 对象进行数据交互。
总结
DDD 基于各种考虑,有很多的设计原则,也用到了很多的设计模式。条条框框多了,很多人可能就会被束缚住,总是担心或犹豫这是不是原汁原味的 DDD。
其实我们不必追求极致的 DDD,这样做反而会导致过度设计,增加开发复杂度和项目成本。
DDD 的设计原则或模式,是考虑了很多具体场景或者前提的。有的是为了解耦,如仓储服务、边界以及分层,有的则是为了保证数据一致性,如聚合根管理等。在理解了这些设计原则的根本原因后,有些场景你就可以灵活把握设计方法了,你可以突破一些原则,不必受限于条条框框,大胆选择最合适的方法。
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