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16 2019-04

由Spring应用的瑕疵谈谈DDD的概念与应用（二）

架构你是第154个围观者 0条评论供稿者：zhaorong 标签：DDD, Spring, 充血模型, 贫血模型, 领域驱动设计

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。

六边形架构

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：

失血模型
贫血模型
充血模型
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   
}

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);   
}

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);   
     }   
}

一个业务逻辑类叫做ItemManager(或者叫做ItemService)

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 &amp;&amp; currentMaxBid.getAmount().compareTo(bidAmount) &gt; 0) {   
             throw new BusinessException("Bid too low.");   
     }   
      
      // ...  
}

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

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

这种模型的缺点：

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。
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。
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：

简化了分层
也算符合OO

该模型缺点：

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
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。