领域驱动设计在工程实践中的“舍与得”

少卿名宁
228 阅读14分钟

背景概诉

刚开始接触领域驱动设计是在4年前，主要原因是对于之前业务中的微服务化的架构升级缺少系统、科学的“方法论”。虽然接触微服务开发、服务拆分也有好多年了，但是对于单体应用到微服务的改造，之前都是根据个人的经验和组织架构进行的拆分。整体上谁说没啥大问题，但是却没有理论性的“沉淀”。在云原生架构的驱动下，接触到了领域驱动设计。先后探索了《领域驱动设计：软件核心复杂性应对之道》、《领域驱动设计模式、原理与实践》、《实现领域驱动设计》等著作，期间也参加过多个工程实践交流、研讨会。对于其作用和价值，是非常认可的，可谓是受益匪浅，是每一个程序员需要掌握的“内外兼修”的武功秘籍。在后续服务拆分、系统重构的规程中，也逐步加深了其核心“秘诀”。

温故知新

在开始今天的分享之前，我们先回顾下其基础知识，方便我们展开讨论和思考。我们将从“形”和“神”两方面展开讲解。为什么“形”在前，“神”在后？因为很多同学在接触领域驱动设计的时候，关注太多了之后，会逐渐的迷失自我，而且很多内容是实践完之后才能逐步掌握要义。我们强调“形”在前，“神”在后，是给大家预留在后续的实践中基于稳定架构和Facade模式自我进化，避免因为重构而导致的工程进度影响太大。

  • 形
  • 四层架构 ​
    • 架构特点
      • 每层只能与位于下方的层发生耦合
      • 每一层各司其职，并且只关心向下一层的实现，而不会出现各层耦合。
    • 职责划分
      • 表现层： 和客户的交互(用户<->应用层)，数据的组装、格式转换，Facade接口层
      • 应用层：实现服务的组合和编排，主要面向用例和流程相关的操作。是微服务之间交互的通道，它可以调用其它微服务的应用服务，完成微服务之间的服务组合和编排
      • 领域层：实现领域的核心业务逻辑
      • 基础层：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。
  • 架构总结

虽然架构简单（切合架构设计原则之一的简洁性和清晰性），但其模块化、松耦合、易维护等特性，足以满足大多数的业务诉求，是构建复杂应用程序的一种有效方式。除此之外，在我们的工程实践中，多数服务均采用了该架构，对于不同组织架构之间做业务交流、代码的交叉Review、人员调整提供了莫大的便捷。同时，也节约了前期架构设计、学习成本。

  • Facade模式应用 - 门面层隔离前台和后台系统，定义特定于表现层的数据结构，从后台获取数据内容并转化为表现层的数据形式。

    • 服务拆分 - 新建服务，启动一个进程，尽早的注册到注册中心，开始提供服务，这个时候，新的服务中的代码逻辑可以先没有，只是转调用原来的进程接口。

    • 代码开发 - 从表现层中分离出专门的门面层，具有下面的优势：

      • 使得表现层能够独立于后台系统，与后台系统并行开发 表现层通过门面层接口达到和应用层、领域层解耦，意味着表现层可以独立开发，不必等待后台系统的完成，亦不受后台系统重构的影响，在需求调研阶段系统原型出来并得到用户确认之后，就可以开始表现层的开发了。
      • 把事务作用范围控制在后端，缩短事务的跨度，提升性能和系统的吞吐量。 事务要跨越服务器的边界，复杂性增加，性能严重下降。门面层的存在使得实体和事务都限制在后台系统，不需要扩展到前台服务器。

    • Facade总结

使用Facade模式可以帮助简化微服务之间的交互、降低微服务之间的耦合度，并提高整体系统的易用性、安全性和可维护性。在工程实践中，Facade模式对我们的服务拆分、新服务开发、系统重构带来了极大的便利性，这也是为什么单独把Facade作为一个独立的小节展开讲解。

  • 总结

通过诸如实体、值对象、领域模型、仓库服务、领域服务、分层架构塑造一套标准的微服务形态，犹如标准化的模板，让开发更加关注业务价值本身，而不是推动业务落地的技术细节。不仅提升了生产效率，还规范了业务形态和技术架构。非常适合刚接触微服务拆分、微服务开发的同事。

  • 神
  • 问题域 - 核心、通用、支撑

初次看到问题域的划分时，大脑陷入了沉思，这三个子域的划分似曾相识，仔细搜索后，一些关于系统架构设计的原则映入眼帘：

  • 关注核心功能：架构设计应该专注于支持和优化核心业务功能，确保系统的架构能够有效地推进业务价值落地。通过关注核心业务流程，企业可以将有限的资源和精力投入到最能体现其竞争优势的领域，从而提升核心业务的质量和效率。专注核心业务可以使企业更加灵活，更好地适应市场变化，因为精力不再分散在非关键领域。
  • 分离关注点：将核心业务逻辑与非核心功能分离，以便于更好地管理和维护系统。剥离非核心业务还可以减少企业在非关键领域的投资和开支，帮助企业降低成本和提高效益。
  • 模块化：将核心业务功能模块化，以便于重用、扩展和替换，同时将非核心功能模块化并可能外包给其他系统或服务。
  • 松耦合：确保核心功能模块之间的耦合度尽可能低，以提高系统的灵活性和可维护性。
  • 最少知识原则：模块间的通信应该尽可能少，以防止非核心模块对核心模块产生不必要的依赖关系。

这说明了什么？领域驱动设计是科学的！

  • 界限上下文
  • 主打就是一个“自治”
    • 最小完备 - 是指自治单元履行的职责是完整的，无需针对自己的信息去求助别的自治单元，这就避免了不必要的依赖关系。
    • 稳定空间 - 指的是减少外界变化对限界上下文内部的影响。
    • 自我履行 - 由自治单元自身决定要做什么。从拟人的角度来思考，就是这些自治单元能够对外部请求做出符合自身利益的明智判断，是否应该履行该职责，由限界上下文拥有的信息来决定。
    • 独立进化 - 指的是减少限界上下文的变化对外界的影响。
  • 微服务与界限上下文的关系
    • 微服务是由松耦合的、SOA架构的界限上下文组成的体系结构
    • 业务上，微服务应完全与界限上下文对齐
    • 一个微服务应涵盖至少一个界限上下文

=》关于这点，需要特别的注意，避免“空壳”应用的产生（避免的方法简单粗暴，多放几个界限上下文在一个微服务中）。产生原因有两点，一方面高估了业务的发展，另一方面过度追求“可拓展性”，导致服务拆分的过程中，有些应用只是一个“空客”，没有核心的业务逻辑，只是一些简单的DO/DTO的封装。这会导致什么问题呢？

  • 开发成本高 - 此类应用无非是增加了服务链路的长度，一个简单字段的变更都需要重发
  • 资源利用率 - 资源利用率低，一个调用、封装，只是编码、解码工作，无业务价值
  • 组织架构与限界上下文
  • 推动组织架构的调整对于大多数的企业来说，都是比较困难的，实践中的教训告诉我们，还是向组织架构靠拢吧。

拆分践行

  • 理论到实践的“桥接” - 界限上下文的发现

这块内容可以说是大家最为关注的，也是最为棘手的环节了。江湖上一直流行着“理论派”和“实践派”。理论派推崇“无为而治”，强调领域驱动设计是一门内功心法，没有“招式”的约束和流程。实践派推崇“按部就班”，以事件风暴+四色建模为主要的方法。从笔者自身角度触发，更倾向“理论派”。在OO的思想驱动下，很多领域驱动设计内容都是水到渠成的。但是，就像前文所讲，领域驱动设计是集综合性、复杂性、实践性为一体的设计思想。多数同学在开始接触时，可以说是无从下手，不知所措。这也是为什么前面介绍“形”为先。

在工程实践中，实践派的方法论我们也实践过，效果不是很理想。根本原因有几点，例如一线员工参与热情不高、思维过于发散、时间成本高、输出产物没价值等等。

那么，有没有更好的方式方法呢？上面的活动图，清晰展示了各个参与者、系统在流程中的职责以及用户活动之间的流程和控制流，能够我们帮助更好地理解系统中各部分的活动、交互以及操作流程。是的，这一种基于“核心业务”活动图的最佳实践。其涵盖了业务、系统、用户，将核心业务的各个组成要素清晰的映射到组织、服务、功能。在整个实践过程中，可以说既高效，又科学，具有很强的可落地性。

结合实践，我们把步骤再概括下：

  • 确定核心用户活动

    • 列出主要用例的核心活动

ActivityBusiness FunctionActor
1activity1function1actor1
2activity2function2actor2

•识别每个活动的业务功能/能力

•确定此活动的用户角色（参与者）

•确保活动列表完成整个业务解决方案

  • 根据上述的核心活动，映射到界限上下文
  • 细化领域模型设计

到这里，相信很多同学都有了一个清晰的轮廓，但是仍有同学会问，从哪里开始呢？

不妨从一个简单的use case着手吧。

最后，还有一个要点，尽最大能力的快速交付产品并听取反馈 - 敏捷迭代。

重构焕新

关于重构，没必要抱怨和吐槽，前人做的已经足够多了。业务的发展和技术变革，实在是太快了。尽管我们一直在努力，例如努力的做好架构的可拓展性，可业务发展却和技术出现了背离。预留的服务，几年过去了还是个“空客”。当初设计的“充血”模型，如今早已不堪重负。重构，一直在路上。本节主要讨论如何解决BBoM的问题，通俗点来讲，向着“屎山”出发。

BBoM(Big Ball of Mud)大泥球模式，我们系统或软件架构通常没有明确结构或规划，代码和架构混乱不堪，难以维护和理解。当然了，这也是最普遍、最受欢迎的模式。

  • 对象定义与流转这是很基础，却容易被忽略，非常重要的内容。为什么？在重构的过程中，我们发现许多业务逻辑其实很简单，多是请求封装、服务调用、结果处理。但是其实现却非常的晦涩，甚至是不知其所以然。因为在这个过程中，搞不清楚对象的定义和声明周期，导致类似的对象这里拷过来，那里拷贝过去。折腾了一层又一层，毫无意义。上文中，我们讲到领域驱动设计的原则的只依赖下一层，不是让大家每层都定义一个对象用来传递业务语义的。这里推荐业务语义+冗余拓展模式。这种设计的优点比较明显，易维护，开发效率高，缺点是需要手动控制部分属性的可见性。工程实践中，内部系统的调用都可以忽略可见性的设计，对外，在敏感信息加密的保护下，也无需过多担心泄露问题。
public class BusinessObject{
  private String property1;
  private String proprtty2;
}

public class ABusinessObject extends BusinessObject{
  @JsonIgnore
  private transient String property2;
}
  • DO - 贫血与充血之争

诸如validate、compare工具方法类可以放在DO中，其他的业务逻辑不建议放在DO中。

为什么？

在整个重构的过程中，很大一部分工作是处理DO中的方法。多、杂、乱，是最大的感受。很多同学已经分不清究竟是DO的职责，还是DS的职责了。在这种情况下，依赖关系更是雪上加霜，加剧了业务的复杂性。背离了DO/DS原本的职责。原因两方面，一是业务的迅速发展；二是有些同事不了解这套设计模型。推荐放到DS中的原因结合实际情况来说，拓展性好，方便维护。

  • 关注核心流程，剥离非核心流量

一方面，我们对于RT非常敏感，另一方面非核心业务的流程影响排障的效率。我们把非核心的业务使用异步/消息的模式，从核心业务流程上剥离了出去。不仅提升了RT还减少了核心链路的维护成本。

  • 数据同源 - 不在详细讲解，强业务属性
  • 弱化概念 - 领域驱动设计有太多的概念了，过多的关注这些概念，会影响我们实践的效率。正如下文说说，领域驱动的核心是什么? O.O

思考总结

“ When you remember that DDD is really just ’OO software done right‘, it becomes more obvious that strong OO experience will also, stand you in good stead when approaching DDD. ”

- 很多概念和定义都已忘却，唯独这句话刻骨铭心。

领域驱动设计强调将业务领域的复杂性融入到软件设计和实现中，通过建立贴近业务的领域模型、团队协作和持续演化的设计，以确保软件系统能够准确地反映业务需求，并具有较高的可维护性和扩展性。我们再来回顾下设计要点：

  • 强调业务领域为核心：DDD鼓励开发团队深入理解和建模业务领域，将业务概念和业务逻辑直接映射到软件设计和实现中，以确保软件系统能够准确地反映业务需求。
  • 模型驱动设计：DDD强调建立一个贴近业务的领域模型，这个模型应当是对业务问题和解决方案的抽象表示，能够为开发团队和业务人员提供共享的语言和理解。
  • 分层架构：DDD鼓励将系统划分为不同的层次，如领域层、应用层和基础设施层，以便更好地管理复杂性，并保持领域逻辑的纯粹性。
  • 持续演化的设计：DDD认为领域模型应当是一个持续演化的过程，随着对业务理解的深入和需求的变化，领域模型也应当不断地进行调整和改进。
  • 团队协作和沟通：DDD鼓励业务人员、开发人员和其他利益相关者之间的密切合作和沟通，以确保软件系统的设计和实现能够准确地满足业务需求。
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