领域驱动设计

DDD

Posted by Jesse on June 20, 2023

DDD

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DDD 战略设计会建立领域模型,领域模型可以用于指导微服务的设计和拆分。事件风暴是建立领域模型的主要方法,它是一个从发散到收敛的过程。它通常采用用例分析、场景分析和用户旅程分析,尽可能全面不遗漏地分解业务领域,并梳理领域对象之间的关系,这是一个发散的过程。事件风暴过程会产生很多的实体、命令、事件等领域对象,我们将这些领域对象从不同的维度进行聚类,形成如聚合、限界上下文等边界,建立领域模型,这就是一个收敛的过程。

我们可以用三步来划定领域模型和微服务的边界。

第一步:在事件风暴中梳理业务过程中的用户操作、事件以及外部依赖关系等,根据这些要素梳理出领域实体等领域对象。

第二步:根据领域实体之间的业务关联性,将业务紧密相关的实体进行组合形成聚合,同时确定聚合中的聚合根、值对象和实体。在这个图里,聚合之间的边界是第一层边界,它们在同一个微服务实例中运行,这个边界是逻辑边界,所以用虚线表示。

第三步:根据业务及语义边界等因素,将一个或者多个聚合划定在一个限界上下文内,形成领域模型。在这个图里,限界上下文之间的边界是第二层边界,这一层边界可能就是未来微服务的边界,不同限界上下文内的领域逻辑被隔离在不同的微服务实例中运行,物理上相互隔离,所以是物理边界,边界之间用实线来表示。

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领域的核心思想就是将问题域逐级细分,来降低业务理解和系统实现的复杂度。通过领域细分,逐步缩小微服务需要解决的问题域,构建合适的领域模型,而领域模型映射成系统就是微服务了。

核心域、支撑域和通用域的主要目标是:通过领域划分,区分不同子域在公司内的不同功能属性和重要性,从而公司可对不同子域采取不同的资源投入和建设策略,其关注度也会不一样。

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设计过程中我们可以用一些表格,来记录事件风暴和微服务设计过程中产生的领域对象及其属性。比如,领域对象在 DDD 分层架构中的位置、属性、依赖关系以及与代码模型对象的映射关系等。

保证业务模型和代码模型的一致,实现业务语言与代码语言的统一。

什么是限界上下文?

DDD 在战略设计上提出了“限界上下文”这个概念,用来确定语义所在的领域边界。

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。

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。

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。

04 | 实体和值对象

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。

05 | 聚合和聚合根

06 | 领域事件:解耦微服务的关键

07 | DDD分层架构

13 | 代码模型(上):如何使用DDD设计微服务代码模型?

  • 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。

各层目录结构

1. 用户接口层

Interfaces 的代码目录结构有:assembler、dto 和 façade 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。

2. 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。

3. 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,我是把聚合仓储实现的代码放到了聚合包内。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。

4. 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。

拓展阅读

比如创建一个用户的命令:

  1. 用户接口层

  2. Assembler :将 CustomerDTO 转换为 CustomerEntity
  3. Dto:接收请求传入的数据 CustomerDTO
  4. Facade:调用应用层创建用户方法
  5. 应用层

  6. Event:发布用户创建事件给其它微服务
  7. Service:
    1. 内部服务 -> 创建用户
    2. 外部服务 -> 创建日志
  8. 领域层

  9. Aggregate:进入用户聚合目录下(如:CustomerAggregate)

  10. Entity:用户聚合跟

  11. Event:创建用户事件

  12. Service:具体的创建用户逻辑,比如用户是否重复校验,分配初始密码等

  13. Repository:将用户信息保存到数据库

问:如果我有多个聚合, 比如聚合根 A 和聚合根 B, 从业务的角度讲,可以接受 AB 间数据的最终一致性,但从数据展示的角度考虑, A 和 B 是有强关联性的,也就是说在页面上,他们总是一起在页面的某部分出现, 那么在应用层是否要在 query 接口中把这两个聚合根封装成一个新的对象再返回? 还是我想的太多了, application 层应该以增 删 改这种业务诉求为导向设计, 而 query 这种诉求应该用类似 CQRS 中的 query model 去实现?

回答:你可以分别调两个聚合的领域服务,然后将两个聚合根的 DO 对象转换为一个 DTO,就可以给前端提供包含两个聚合数据的数据服务了。


  1. 应用服务只能调用领域服务和实体的方法,能调用仓储接口的方法么?按理说应该隔离,也就是说应用服务应该调用领域服务的方法,再让领域服务调用仓储接口的方法吧?

答:如果是应用服务直接调用文件或者缓存之类的,应用服务是可以之间调用仓储的。但如果中间有领域实体和数据库,则需通过领域服务,然后通过聚合根来调用仓储。

  1. 实体的转换只有从用户接口层到应用服务层一次是么?也就是说,到应用服务层之后,以及之后的仓储接口都是可以直接对领域实体进行操作的?

答:用户接口层大多是 DTO,应用层和领域层大多是 DO,基础层则是 PO,在不同层之间是需要进行数据转换的

  1. 参考了Spring Data Jdbc 项目,里边也采用了 DDD 的设计思路,但是发现会需要在实体中配置一些和底层存储相关的注解,这样会不会不能把领域层可仓储实现进行隔离?如果是这样的化,那么 Spring Data Jdbc 是不是没有严格遵守 DDD 的一些设计?而且它提供的领域事件的发布机制实现,是在对应的实体中产生的,例如在某一个实体中定义产生领域事件的源头,当对应的实体保存或更新时,就会发出这样一个领域事件。按照咱们文章中讲解的事件的发布是在应用层,那么如果要这样做的话,是不是就需要在应用层重新转发领域层实体内产生的领域事件呢?

答:如果是这样的话,确实领域层与数据库层会有耦合。领域事件其实放领域层也是可以的,放应用层主要是为了统一管理。如果领域事件放在实体内部,查找和运维起来就不是太方便,而且这个实体还需要对领域事件的实体进行操作。目录结构的设计主要是从边界、分层和便利性考虑的。


问:接口层接收到的 DTO 对象,里面的字段跨多个 DO,你没办法将一个 DTO 完全转成一个 DO,这里可能一个DTO 的一些字段压根 DO 里就没有,这个时候 如果 从接口层 传到应用层,再传到 领域层?再封装一个 VO 对象?然后这个 VO 对象 是属于领域层?

答:不同的对象在不同的层转换。用户接口层 DTO 和 DO 转换,应用层主要是 DO,调外部微服务的服务的时候应用层有 dto 和 do 的转换。领域层与基础层之间,在基础层有 DO 和 PO 的转换。


问:领域服务可以直接调用外部服务吗?比如一项业务是先根据实体组装调用参数,然后调用外部服务,再根据结果更新前面实体的状态,那这项业务是由领域服务整体实现?还是由应用层来编排,调实体获取参数,调外部服务,调实体更新状态?

答:对外还是尽量靠应用服务来实现。领域服务也不是不能做,要考虑耦合和对核心逻辑的影响,综合考虑成本吧。


我们在设计领域模型时,遇到一些问题

  1. 查询聚合的操作应该放在哪一层?

答:个人感觉批量大数据量的查询用仓储有点勉强,你可以用传统的方式来做。如果不涉及到领域逻辑的话,可以放应用层。

  1. entity 的实体和值对象太多需要分目录吗?

答:一个微服务的聚合内部应该不会有太多的实体和值对象吧。在目录结构里面是一个聚合一个代码目录。当然如果实在太多,你是可以再分目录的。

  1. 针对实体的维护,需要通过聚合去维护吗?可以直接修改实体吗?

答:聚合内的实体数据维护是通过聚合根通过仓储来统一维护的。

  1. 一个聚合保存在一个库里,还是多个聚合都在一个库里?一个实体需要单独放一个库吗?如果一个实体被修改了。用到这个实体的聚合需要更新吗

答:一个微服务一个库,微服务内的多个聚合可以共用一个库,但是尽量避免聚合之间的表关联,聚合之间的数据要做到松耦合。

  1. 聚合是设计成单个的还是批处理的?比如一棵树,业务上是以一片叶子为单位的,那么是以树为聚合还是以叶子为聚合?

答:不清楚你说的单个和批处理是什么意思?聚合是具有一个完整业务功能的单位,就看你业务的粒度大小。多个不同功能的聚合是可以构成一个比较大的业务模块。


问:每次通过聚合执行一些操作之前都要先查询聚合,如果这个聚合要从很多表中查数据组装的话性能就很低,请问这里是不是要针对整个聚合根加缓存呢?

答:批量的查询我不太建议走聚合根,不走聚合根,用传统方法也行。

16 | 视图:如何实现服务和数据在微服务各层的协作?

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1. 服务的类型

我们先来回顾一下分层架构中的服务。按照分层架构设计出来的微服务,其内部有 Facade 服务、应用服务、领域服务和基础服务。各层服务的主要功能和职责如下。

  • Facade 服务:

    位于用户接口层,包括接口和实现两部分。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,并将数据传递给应用层。或者在获取到应用层数据后,将 DO 组装成 DTO,将数据传输到前端应用。

  • 应用服务:

    位于应用层。用来表述应用和用户行为,负责服务的组合、编排和转发,负责处理业务用例的执行顺序以及结果拼装,对外提供粗粒度的服务。

  • 领域服务:

    位于领域层。领域服务封装核心的业务逻辑,实现需要多个实体协作的核心领域逻辑。它对多个实体或方法的业务逻辑进行组合或编排,或者在严格分层架构中对实体方法进行封装,以领域服务的方式供应用层调用。

  • 基础服务:

    位于基础层。提供基础资源服务(比如数据库、缓存等),实现各层的解耦,降低外部资源变化对业务应用逻辑的影响。基础服务主要为仓储服务,通过依赖倒置提供基础资源服务。领域服务和应用服务都可以调用仓储服务接口,通过仓储服务实现数据持久化。

2. 服务的调用

我们看一下下面这张图。微服务的服务调用包括三类主要场景:微服务内跨层服务调用,微服务之间服务调用和领域事件驱动。

3. 服务的封装与组合

我们看一下下面这张图。微服务的服务是从领域层逐级向上封装、组合和暴露的。

基础层

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。

领域层

领域层实现核心业务逻辑,负责表达领域模型业务概念、业务状态和业务规则。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。

应用层

应用层用来表述应用和用户行为,负责服务的组合、编排和转发,负责处理业务用例的执行顺序以及结果的拼装,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。除了完成服务的组合和编排外,应用服务内还可以完成安全认证、权限校验、初步的数据校验和分布式事务控制等功能。

为了实现微服务内聚合之间的解耦,聚合之间的服务调用和数据交互应通过应用服务来完成。原则上我们应该禁止聚合之间的领域服务直接调用和聚合之间的数据表关联。

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。

严格分层架构的服务依赖

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数据对象视图