DDD落地指南-架构师眼中的餐厅

京东云开发者
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在去年、我整理了一篇名为《如何做架构设计?》的文章,主要探讨了架构设计的目标和过程,然而、那是一篇概括性的文章,用于启发思路,并不是具体的实践指南,因此、我一直期望给出具体参考案例。

我几乎忘了这件事,如今回顾、我发现并没有合适的案例可供参考,现有的案例要么不完整、要么是与业务耦合的特定场景,要么无法支撑研发落地。所以我决定从实际生活中出发,虚拟一个案例场景,以便能够系统性的阐述这个问题。



正文开始




本案例侧重于DDD的实践,从实际业务场景推导软件架构,将业务元素映射为系统元素,让系统本身成为最好的业务文档。在本案例中,我们选择餐厅作为业务场景,但不在意餐厅实现细节,而是以餐厅为主线故事,系统性的阐述DDD落地方法。希望读者能够从中吸取精华,去其糟粕,全文较长、耐心读完、必有收获。




1、领域设计

领域设计的核心是业务驱动的分而治之,旨在缩小软件系统与真实业务的差异,从而减少差异带来的问题。

当业务与系统之间存在差异时,我们无法将业务逻辑和程序逻辑对应起来,从而分不清区域,也分不清职责,因此会觉得混乱。就像你平时不会将枕头和被子放在厨房或卫生间一样,你的床上不会放着大米白面,否则你想睡觉是一件很复杂的事情,软件系统也是如此。

所以、首先要把业务分析清楚,然后设计与业务模型对应的软件模型,这就是DDD的核心思想。



1.1 宏观流程

假如我要设计一个餐厅,由于分而治之的需要,我会首先从宏观流程去分析,可以帮我们迅速找到重要的区域(这是功能相关性的初步划分)。



DDD落地指南-架构师眼中的餐厅



因此会得到几个明确的行为区域,我将餐厅划分为“菜品域”,“订单域”,“厨房域”,“用餐域”,这是宏观级别的领域划分,后续应该针对每个区域单独分析。

产出物是:宏观流程和参与角色



1.2 统一语言

语言贯穿于整个开发过程,从需求分析到设计、从设计到编码,因此好的语言非常重要,好的语言体现了清晰的业务概念。

在这个阶段,我们需要通过梳理,找到业务中都有哪些实体与行为,对其做一些归纳。我们的核心问题是“谁”通过什么“行为”影响了“谁”,其中的三个要素分别是“角色”、“行为”、“实体”,因此我的建议是先找到 “角色”、“行为”、“实体”,并对他们归类,我常常关注角色以及具体身份、行为以及包含的重要步骤、实体以及具体实例。

角色:是施事主语、是名词,是主动发起行为的一类实体。

行为:是动词、是做了什么事情,是行为本身。

实体:是名词,是除“角色”之外的其他实体。

推荐使用脑图画出来,我认为归纳后的脑图有助于我们识别根本要素,有利于抽象。

产出物是:名词、概念定义、相关脑图。



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1.3 用例分析

在这一步、我们使用相对宏观的分析,不需要进入用例的细节分析,主要的目的是掌握角色与行为之间的关系,理清谁在做什么,角色的职责目的是什么,用于指导领域划分以及领域服务设计。

产出物:用例图

以做菜为例,如图



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1.4 领域划分

我们在分析宏观流程时,划分了几个行为区域,那是宏观级别的。在那基础之上,我们需要拉进某个区域的视角,再结合之前的用例分析,按照“功能相关性”、“角色相关性”进一步划分领域。我们不仅要知道谁做了什么,还需要知道谁“在哪”做了什么。

功能相关性:也称为业务相关性,业务是由一套用例组成的,一套用例之间是符合高内聚原则的,一套用例构成了一个问题空间,也就构成了一个领域,所以“功能相关性”是划分领域的黄金标准。例如与做菜相关的用例都应该归属于厨房,所以我们确认了厨房域,这也是很自然的事。在这一步,通过划分领域、梳理领域与用例之间的关系。

角色相关性: 角色相关性不可以作为首要参考因素,在特殊情况下用于划分子域,某个区域涉及多个角色参与,可以按照角色的分工,拆分为多个子域,从而满足不同角色的个性化需要。例如厨房的采购人员负责买菜、刀工负责切菜、大厨负责烹饪。我们就会考虑将厨房划分为“采购子域”、“加工子域”、“烹饪子域”。通常来说,子域不具备独立的问题空间,不会作为独立的领域存在。

划分领域的核心原则是保证领域的自治性(最小完备和自我履行),谨慎使用“实体相关性”划分领域,否则有可能将一个功能打散在多个领域上,违反了自治性原则,如果按照功能相关性划分,更容易实现领域的自治性,并且有助于将功能需要的实体聚合在一起。

产出物:领域、子域、领域与用例的关系

以厨房域为例,如图



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在复杂业务时,可以使用事件风暴方法辅助分析,并输出上述产出物。



1.5 领域服务

什么是领域服务?一个领域可以有几个领域服务? 我们如何划分领域服务?标准是什么?

我认为一个领域不只有一个领域服务,我们不应该按照实体划分,也不应该按照聚合划分,也不该按照功能相关性划分。

领域服务用于实现用例功能,我认为应该使用角色划分领域服务。在用例图中,不同的角色发起不一样的用例,不同的领域服务提供不一样的用例,只有这样、才能确保领域服务是用例图的映射,也才能真正体现业务含义。领域服务是面向角色的,在一个领域中、每个角色对应一个领域服务。另外、同一个用例的逻辑差异是与角色的身份有关的,角色的身份对应了服务的泛化,角色的用例对应了服务的方法。对于此观点、我们在后续功能设计的部分也有体现。

例如:厨房域(厨师服务、刀工服务、采购员服务),菜品域(客户服务、管理者服务)。

产出物:领域服务类图



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1.6 领域建模

我们思考一下,到底什么才是领域驱动设计? 例如“厨房域”被称为“菜域”,“厨师”的“做菜”功能被称为“菜服务”的“做菜”功能,也例如“菜品域”有个“菜品服务”,“菜品服务”提供了“增、删、改、查”的功能。我们往往以最核心的实体为中心,误以为业务就是在操作数据,丢掉了业务本质含义,逐渐也就走歪了。

不要学传统的数据模型驱动设计,实体模型驱动设计与前者的本质是一样的,是换汤不换药的,这不是技术问题,而是过度集中在实体上以至于忘记其他元素。我们必须把精力放在业务本身,防止领域驱动设计变成领域模型驱动设计。我们不应该优先思考领域模型,不应该以领域模型命名一切,不应该让领域模型决定业务的实现方式。厨房不只有菜,也有服务员和厨师,我们使用合适的语言对应合适的元素,以确保软件元素是真实业务的映射。例如“厨师在厨房做菜”,这句话中的所有元素都要在系统中得以保留,丢了一个也不行,更何况只剩下菜了。

所以、我们先做领域划分,再做领域服务设计,最后做领域建模,这个顺序很重要,可以避免我们错误的以领域建模为中心。先有用例才有领域,先有领域才为领域建模,实体是为了实现一组用例存在的。而一组用例不一定依赖实体。

回到正题、我们在这一步的重点还是菜的问题,我们分析实体与领域之间关系(领域聚合),实体与实体的关系(OO聚合)。其中OO关系影响了功能的扩展性,需要我们特别关注。实体因一套用例而聚合在一起,我推荐做法是将领域的用例放在一起分析,找到他们的共同性,充分考虑变化,使用兼容性更好的模型解决问题。



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组合、聚合

聚合(aggregation):聚合关系是一种弱的关系,整体和部分可以相互独立。

组合(composition):组合关系是一种强的整体和部分的关系,整体和部分具有相同的生命周期。

可以使用如下案例,既能表达领域聚合,又能表达OO聚合的关系。



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产出物:聚合、实体、值对象、实体的属性



1.7 领域上下游

领域上下游关系,不是领域的依赖关系,依赖关系指的是能力的依赖,是共用了某些能力。领域上下游关系,也不是调用关系,调用关系是与用例相关的,不是用于描述领域处境的。

领域上下游关系指的是影响力的关系,上游影响下游,影响力分为“逻辑影响”和“数据影响”,一般说来我们更应该关注“数据影响”,因为上下游的逻辑影响也是靠数据传递的,所以领域上下游关系是一种数据流向的限制,是业务发生的顺序限制,用于规定该领域所使用的数据,是下游领域依赖上游领域“准备就绪”的体现。合理的上下游限制,有助于减少领域之间的不必要依赖和重复的计算。

领域上下游是与场景相关的,并不是一成不变的,不同场景的情况下,存在不同的上下游关系,各场景应该独立说明。

产出物:各场景的上下游说明



例:在【菜品管理】场景下



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如果厨房的某些食材不足了,或者某个厨师休假了,就会影响到菜品的展示,从而影响到客户的订单。



例:在【客户消费】场景下



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客户的订单、影响厨房生产的菜,从而影响刀工的行为,也影响到了采购。



请对比下面两个图,用于理解领域的上下游



DDD落地指南-架构师眼中的餐厅



实际上,厨师不应该依赖采购人员的采购功能,也不依赖刀工的切菜功能,他只是依赖“初加工食材”而已,而“初加工食材”就是被处理好的数据,厨师在做饭时,“初加工食材”就已经被处理好了,上面的图例只是为了说明一个关于领域上下游的问题,这是业务发生顺序以及数据来源的问题。

我们常常使用领域事件串联业务流程,在使用领域事件时,不止要关注点对点的解耦,更应该使业务流程符合领域上下游限定,让各个领域独立运行。

顺序发生优于嵌套发生,数据依赖优于功能依赖。



2、架构设计

架构设计是为了解决软件系统复杂度带来的问题,找到系统中的元素并搞清楚他们之间关系。

架构的目标是用于管理复杂性、易变性和不确定性,以确保在长期的系统演化过程中,一部分架构的变化不会对其它部分产生不必要的负面影响。这样做可以确保业务和研发效率的敏捷,让应用的易变部分能够频繁地变化,对应用的其它部分的影响尽可能地小。

架构设计三原则:合适原则、简单原则、演化原则

2.1 分层架构

我们需要按照 接口层、领域层(领域用例层、领域模型层)、依赖层、基础层 构建架构模型。

接口层:为外部提供服务的入口,是适配层的北向网关。不实现任何业务逻辑,也不处理事务,是跨领域的,是流程编排层,是门面服务。

领域用例层: 是领域服务层,是领域用例的实现层、隶属于某个领域、是业务逻辑层,是事务层,业务逻辑应该在这层完整体现,不要分散到其他层级。

领域模型层: 是领域模型(实体、值对象、聚合)的所在位置,专注于领域模型自身的能力,不包含业务功能,可以处理事务,是原子化的能力,是领域对象的自我实现

依赖层: 是连接外部服务的出口,是适配层的南向网关。包括仓储,端点、RPC等,主要作用是领域和外部解耦,是跨领域的。

基础层: 与业务无关的,与领域无关的,通用的技术能力,技术组件等。



2.2 架构映射

架构的视角,从大到小依次是:系统->应用(微服务)->模块(包)->子模块 这样的从大到小的层级。

业务领域映射:我们将划分好的领域,按照对应的视角映射为对应的元素,领域模型映射到架构模型时,应该是视角对等的,如果餐厅是系统、那么厨房就是应用,如果餐厅是应用、那么厨房就是模块。也应该是层级匹配的,将用例的实现映射到用例层,将领域模型的实现映射到领域模型层。也应该是名称一致的,将领域名映射为应用名或包名,将实体名映射为实体类名,将角色名映射为领域服务类名,将角色身份名映射为服务类的子类名,将用例名映射为服务类的方法名。

技术和抽象问题:有时候、业务领域分析不能体现那些共性的技术问题,所以需要适当结合技术视角,可能需要对领域模型微调。同时、我们需要找到共同需要的基础能力,例如“水”、“电”、“煤气”等等,将这些作为额外的考虑因素,要做到业务问题与技术问题解耦,不要将技术问题和业务逻辑揉成一团。

领域设计,类似餐厅设计师,他设计餐厅有几个区域,区域的用途是什么。

架构设计,类似建筑设计师,他设计如何走水电煤气、如何施工等。

产出物:分层架构图



以厨房为视角,其架构如下



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以餐厅为视角,其架构如下



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分层架构图,体现逻辑上的层级分布,而不是代表组件的具体含义,组件是应用还是模块、需要结合实际情况而定。



2.3 必要的约束

1、分层架构越往下层就越是稳定的:下层是被上层依赖的,下层不可以反向依赖上层(扩展点除外)。因为分层架构的核心原则是将容易变化的逻辑上浮,将共性的、原子化的、通用的逻辑下沉,被依赖的下层应该是稳定的,这要求上层承接更多业务变化。下层离开上层应该是可以独立存在的,例如在接口层定义的DTO不可以在下层被使用,但领域层定义的实体可以被上层使用。

2、在使用充血模型时,应该符合面向对象编程原则:不要随意的将一些能力都充到领域实体模型中。以“菜”为例,重量和规格是“菜”的自身的属性,激发味蕾是“菜”的能力,“菜”可以维护自身的持久化状态。但是、请注意、“菜”不可以“炒菜”,因为“炒菜”的时候,“菜”还没有出现呢,“菜”不是自己的上帝,“菜”需要被做出来,所以“菜”被做出来之前是没有“菜”的,这是个时间上的概念,不要错把“炒菜”的能力放在“菜”的身上。“炒菜”用到的“水+电+气+食材+调料+厨具”不应该是“菜”的属性范围,这些元素都在“厨房”的范围中,不要让领域的模型包含不属于自身的元素,领域的实体模型只是领域的一部分,只用于实现通用的模型能力。

3、接口层和依赖层是与领域无关的:他们是与技术相关的层级,不属于任何领域,这两层不能包含业务逻辑。有时候我们可以把接口层拆为两层(接口层、应用层),但是我不建议这样做,我们没有必要把很轻的一层再次拆分。我们也可以把依赖层拆分为两个(领域模型依赖、其他依赖),我非常建议这样做,因为领域模型依赖的资源不会被其他领域使用,拆开之后可以有效限制领域模型的依赖,

4、领域层是与环境无关的:无论某个领域是应用还是模块,都应该是完整的。应该具备独立的用例层和独立的模型层,即使多个领域在同一个应用当中,也要按照他们是分别独立去看待,无论某个领域是应用还是模块,领域对外部的交互,不可以绕过依赖层和接口层。

5、领域应该自治性的:把一个领域拆分为子域、子子域..... 无限拆分,子域就不完整了。或者没有按照功能相关性拆分,也可能破坏领域的完整性,不完整的领域不符合自治性原则。所以、不完整的领域不会单独存在,所以、当一个领域的内部子域不具备独立性时,子域之间不必严格解耦,不需要通过依赖层访问本领域的其他子域,他们之间可以直接调用。

6、领域用例层和领域模型层是两个层级:领域用例层指的就是领域服务层,不建议将领域服务与领域模型放在同一层,这可能会导致逻辑的分散(一部分在领域服务层、一部分在领域模型层)。如果将业务逻辑写在领域模型中,会导致业务逻辑进一步下沉,业务逻辑的不确定性太大,是不适合下沉的,是违反分层架构原则的。领域模型对应的是实体、领域服务对应的是用例,分开就是更有效的限制措施。

7、领域用例层只能承接符合自身领域的用例:我们划分出领域的目的,就是为了区分每个领域的职责所在,因此他们必须严格按照职责办事,我们在之前已明确了用例和领域之间的关系,需要严格遵守。 如果出现跨领域的编排,请在接口层串联。如果依赖其他领域的功能,请把被依赖的功能逻辑放在其他领域中。

8、领域模型层遵循最小依赖原则:只可以依赖必要的资源,必要资源指的是领域模型实现自身能力需要的资源,不包括实现业务逻辑依赖的资源。例如领域模型需要依赖DB完成持久化,可以依赖数据访问资源,但不应该依赖其他领域资源、不可以依赖RPC资源等。 最好的做法就是将领域模型依赖的资源单独拿出来,并且与领域模型放在一起。保持领域模型层的独立性,在多个领域应用共享领域模型时,方便使用共享内核的设计模式。



2.4 微服务划分

服务划分以领域划分为参考,主要看我们要拆分到什么粒度,不建议将几个领域放在同一个服务中,不建议把一个完整的领域拆分为几个不完整的微服务。

产出物:微服务



例如餐厅:是有必要拆分的,餐厅的“菜品域”,“订单域”,“厨房域”有独立的问题空间,是具备自治性的。

例如厨房:是没有必要拆分的,厨师与刀工的耦合非常高,他们都在做饭,分开之后是不完整的,分开就是没有必要的。



所以餐厅被拆分为:厨房、菜品、订单,三个微服务。基于此、我们单独拿出餐厅门面服务作为接口层应用,再单独拿出餐厅基础服务作为水电煤气的应用。

一般情况下,依赖层不会作为单独的服务提供,会被以组件的形式嵌入到其他服务中。



DDD落地指南-架构师眼中的餐厅





3、功能设计(用例实现)

如果说领域设计是餐厅的设计师、架构设计是餐厅的建筑师、那么功能设计就是餐厅的厨师。

任何设计都要落地到功能设计,如果厨师不守规则,偏偏要去洗手间洗菜,最后的结果依然是一团乱,最终会导致前面的所有设计泡汤。

功能设计是实现 “面向扩展开放、面向修改关闭” 的途径,

功能设计是为研发提供的落地支撑。



3.1 功能的概念

功能迭代时,功能会发生一些变化,所以他的含义是可能变化的,所以我们需要再次审视功能的概念,及时加以调整。

例如、我们实现了一个“做蛋炒饭”的功能,后来又实现了一个“做辣椒炒蛋”的功能,那么我们应该将功能升级为“炒菜”,甚至是“制作菜品”等。

结合相关功能,系统性思考和抽象,明确功能的概念,是功能设计的前提。

产出物:更新语言库,更新脑图



3.2 用例的位置

我们在1.3用例分析章节,明确了用例与角色的关系,在1.4领域划分章节,明确了用例与领域的关系。

然而一个新功能的加入,我们仍然要再次评估,以确保他处于正确的位置。按照之前的做法,根据功能相关性确认用例的领域,根据角色相关性确认用例的领域服务。

产出物:更新用例图



3.3 事件风暴

事件风暴常用于梳理业务流程,适用于解构跨领域的复杂业务,感兴趣的朋友可以去自行学习。

但是、对于领域内的单功能,稍有复杂的时候,我们可以采取简化版事件风暴的方法,从而获得如下信息:

将功能拆分为多个子功能(步骤)。(在后续使用)

步骤对应的角色+角色身份。(在后续的3.6章节落地)

步骤的串联流程+领域事件。(在后续的3.6章节落地)

步骤依赖的实体。(在后续的3.7章节落地)

产出物:事件风暴模型



3.4 用例分析

我们暂且收回思路,首先要关注共性和差异问题,以实现功能复用或扩展。

  • 确认用例的泛化+差异点,实现功能的扩展。

  • 寻找共同包含的步骤,实现逻辑的复用。

产出物:用例分析图



例:制作菜品(做大拌菜、做铁锅炖、做炒鸡蛋、做蒸米饭、做炒米饭)



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3.5 用例实现类(领域服务类)结构图

首要关注点是领域服务类的结构问题,结构决定了扩展,我们需要先达到“面相修改关闭,面相扩展开放”的目的。

领域服务的类结构图是用例图的映射,服务类结构图反向映射了角色的身份,进一步反向印证了上文的观点。

出物:用例层的类结构图



DDD落地指南-架构师眼中的餐厅





3.6 用例流程图

我们接回思路,更进一步,将事件风暴模型落实到代码层面。

我们将步骤分配到实现类中、步骤就是该类的一个方法,进一步明确由哪个类和方法来实现该步骤,从而就规定了步骤所在的领域服务。再将步骤和领域事件串联起来,规定了业务实现流程。

在确认步骤所在位置的时候,根据角色身份相关性定位步骤的具体实现类。

推荐使用泳道图表达上述内容,泳道的纵向组件是领域服务类,领域服务承接了所有子功能,流程图也需要体现所有的步骤,这是用例层的横向交互。

程序流程就是业务流程的映射,步骤分布体现了角色身份的差异。

产出物:用例流程图



以炒鸡蛋为例,其用例流程图如下



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3.7 活动图(时序图)

进一步将事件风暴模型落实到代码层面,我们使用时序图,体现依赖和调用关系,规定了步骤与领域实体模型的关系,说明该步骤影响了谁。

时序图体现了领域服务内部的纵向交互,为了简便、我们可以收起领域服务类(用例层)的泳道。

产出物:时序图、活动图



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在本篇文章中,通过三大步骤阐述了映射办法,让软件系统成为真实业务的说明书,软件系统似乎在对我们说“谁?在哪?做了什么事?影响了谁?是怎么做的?有什么差异?”。例如我们画的圈成为了应用名或包名,圈中的领域模型图成为了实体类+数据模型,圈中的用例图成为了领域服务和方法,功能流程成为了程序调用链,功能步骤成为了方法,领域服务类结构反向体现了角色身份,也体现了不同身份的差异...... 系统就是业务、业务就是系统、两者可以相互映射。

DDD的概念有很多,到底什么是DDD?是思想吗?是方法论吗?每个人都有自己的理解。在我看来、DDD是一套系统化的办法,无法用几句话说清楚,故而以此分享DDD的落地模式。

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