领域驱动设计入门及简单落地

什么是领域驱动设计 领域驱动设计是以一种领域专家、设计人员、开发人员都能理解的通用语言作为相互交流的工具,在交流的过程中发现领域概念,然后将这些概念设计成一个

什么是领域驱动设计

领域驱动设计是以一种领域专家、设计人员、开发人员都能理解的通用语言作为相互交流的工具,在交流的过程中发现领域概念,然后将这些概念设计成一个领域模型;由领域模型驱动软件设计,用代码来实现该领域模型的过程。
领域模型设计有战略设计和战术设计之分。战略设计主要从高层“俯视”我们的软件系统,帮助我们精准领域以及处理各个领域之间的关系;而战术设计则从技术实现的层面教会我们如何具体地实施DDD。

领域模型与微服务

一个关心技术层面,一个关心业务领域层面,但是设计思路要从业务出发。
DDD 主要关注:从业务领域视角划分领域边界,构建通用语言进行高效沟通,通过业务抽象,建立领域模型,维持业务和代码的逻辑一致性。
微服务主要关注:运行时的进程间通信、容错和故障隔离,实现去中心化数据管理和去中心化服务治理,关注微服务的独立开发、测试、构建和部署。

领域模型特点

1、领域模型是对具有某个边界的领域的一个抽象,反映了领域内用户业务需求的本质;领域模型是有边界的,只反应了我们在领域内所关注的部分;
2、领域模型只反映业务,和任何技术实现无关;领域模型不仅能反映领域中的一些实体概念,如货物,书本,应聘记录,地址,等;还能反映领域中的一些过程概念,如资金转账,等;
3、领域模型确保了我们的软件的业务逻辑都在一个模型中,都在一个地方;这样对提高软件的可维护性,业务可理解性以及可重用性方面都有很好的帮助;
4、领域模型能够帮助开发人员相对平滑地将领域知识转化为软件构造;
5、领域模型贯穿软件分析、设计,以及开发的整个过程;领域专家、设计人员、开发人员通过领域模型进行交流,彼此共享知识与信息;因为大家面向的都是同一个模型,所以可以防止需求走样,可以让软件设计开发人员做出来的软件真正满足需求;
6、要建立正确的领域模型并不简单,需要领域专家、设计、开发人员积极沟通共同努力,然后才能使大家对领域的认识不断深入,从而不断细化和完善领域模型;
7、为了让领域模型看的见,我们需要用一些方法来表示它;图是表达领域模型最常用的方式,但不是唯一的表达方式,代码或文字描述也能表达领域模型;

通用语音

我们认识到由软件专家和领域专家通力合作开发出一个领域的模型是绝对需要的,但是,那种方法通常会由于一些基础交流的障碍而存在难点。开发人员满脑子都是类、方法、算法、模式、架构,等等,总是想将实际生活中的概念和程序工件进行对应。他们希望看到要建立哪些对象类,要如何对对象类之间的关系建模。他们会习惯按照封装、继承、多态等面向对象编程中的概念去思考,会随时随地这样交谈,这对他们来说这太正常不过了,开发人员就是开发人员。但是领域专家通常对这一无所知,他们对软件类库、框架、持久化甚至数据库没有什么概念。他们只了解他们特有的领域专业技能。
领域驱动设计的一个核心的原则是使用一种基于模型的语言。因为模型是软件满足领域的共同点,它很适合作为这种通用语言的构造基础。使用模型作为语言的核心骨架,要求团队在进行所有的交流是都使用一致的语言,在代码中也是这样。在共享知识和推敲模型时,团队会使用演讲、文字和图形。这儿需要确保团队使用的语言在所有的交流形式中看上去都是一致的,这种语言被称为“通用语言(Ubiquitous Language)”。通用语言应该在建模过程中广泛尝试以推动软件专家和领域专家之间的沟通,从而发现要在模型中使用的主要的领域概念。

战略设计

战略设计主要从业务视角出发,建立业务领域模型,划分领域边界,建立通用语言的限界上下文,限界上下文可以作为微服务设计的参考边界。

如何进行战略设计

战略设计的核心建立领域模型,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。

如何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。
领域划分.png

领域建模的核心

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、通用域和支撑域。
核心域:它是整个业务领域的一部分,也是业务功能的主要促成因素。在战略层面上讲,企业应该在核心域上胜人一筹,给予最高的优先级、最资深的领域专家和最优秀的开发团队。
支撑子域:有时会创建或者购买某个限界上下文来支撑我们的业务。如果这样的限界上下文应对着业务的某些重要方面,但却不是核心,那么它便是一个支撑子域。它专注于业务的某个方面。
通用子域:一个子域被用于整个业务系统,整个子域别是通用子域。

限界上下文

为了避免同样的概念或语义在不同的上下文环境中产生歧义,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。限界就是领域的边界,而上下文则是语义环境。

战术设计

战术设计则从技术视角出发,侧重于领域模型的技术实现,完成软件开发和落地,包括:聚合根、实体、值对象、领域服务、应用服务和资源库等代码逻辑的设计和实现。

领域驱动设计的经典分层架构

用户界面/展现层(user interface):负责向用户展现信息以及解释用户命令
应用层(application service):很薄的一层,定义软件要完成的所有任务。对外为展现层提供各种应用功能(包括查询或命令),对内调用领域层(领域对象或领域服务)完成各种业务逻辑,完成参数的基础校验及设计第三调用的逻辑。
领域层(domain service):负责表达业务概念,业务状态信息以及业务规则,领域模型处于这一层,是业务软件的核心
基础设施层/仓储层:其他层提供通用的技术能力;提供了层间的通信;为领域层实现持久化机制。

战术设计中的核心概念

实体:实体是业务唯一性的载体,是个富对象,包含业务逻辑和唯一标识,是一个充血模型,也比传统开发中的java bean更符合java语言面向对象的特性,实体是可以可修改的。实体具有唯一性, 表现为具有唯一标识, 在实体对象的整个生命周期内不变,即使除了唯一标识外的其它所有属性信息都发生了变化,这个对象始终代表着同一对象。
值对象:值对象是属性的集合,没有唯一标识,只是数据的容器,没有业务逻辑。值对象是实体的一部分,为了简化设计,将部分相关属性抽离成值对象。如果值对象变动,原来的值对象可以直接丢弃。也可以理解为值对象是当时数据的快照,只是当时的状态。值对象过多会导致业务的缺失,影响查询性能。具体哪些属性可以作为值对象存在要具体问题具体分析。值对象不可修改,只可以整体替换,值对象依附于实体。
聚合: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。聚合内实体以充血模型实现个体业务能力,以及业务逻辑的高内聚。跨多个实体的业务逻辑通过聚合来实现,跨多个聚合的业务逻辑通过领域服务来实现。
聚合根:聚合根的主要目的是为了避免由于复杂数据模型缺少统一的业务规则控制,而导致聚合、实体之间数据不一致性的问题。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。聚合根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。
领域服务:领域中的一些概念不太适合建模为对象,即归类到实体对象或值对象,因为它们本质上就是一些操作,一些动作,而不是事物。这些操作或动作往往会涉及到多个领域对象,并且需要协调这些领域对象共同完成这个操作或动作。如果强行将这些操作职责分配给任何一个对象,则被分配的对象就是承担一些不该承担的职责,从而会导致对象的职责不明确很混乱。但是基于类的面向对象语言规定任何属性或行为都必须放在对象里面。所以我们需要寻找一种新的模式来表示这种跨多个对象的操作,DDD认为服务是一个很自然的范式用来对应这种跨多个对象的操作,所以就有了领域服务这个模式。领域服务还有一个很重要的功能就是可以避免领域逻辑泄露到应用层。

如何区分聚合根、实体和值对象

聚合根的特点:聚合根是实体,有实体的特点,具有全局唯一标识,有独立的生命周期。一个聚合只有一个聚合根,聚合根在聚合内对实体和值对象采用直接对象引用的方式进行组织和协调,聚合根与聚合根之间通过 ID 关联的方式实现聚合之间的协同
实体的特点:有ID 标识,通过 ID 判断相等性,ID 在聚合内唯一即可。状态可变,它依附于聚合根,其生命周期由聚合根管理。实体一般会持久化,但与数据库持久化对象不一定是一对一的关系。实体可以引用聚合内的聚合根、实体和值对象
值对象的特点: ID,不可变,无生命周期,用完即扔。值对象之间通过属性值判断相等性。它的核心本质是值,是一组概念完整的属性组成的集合,用于描述实体的状态和特征。值对象尽量只引用值对象。

怎样设计聚合

DDD领域建模通常采用事件风暴,它通常采用用例分析、场景分析和用户旅程分析等方法,通过头脑风暴列出所有可能的业务行为和事件,然后找出产生这些行为的领域对象,并梳理领域对象之间的关系,找出聚合根,找出与聚合根业务紧密关联的实体和值对象,再将聚合根、实体和值对象组合,构建聚合。
1、采用事件风暴,根据业务行为,梳理出在投保(这里以保险行业的投保为例)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。
2、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。
3、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。
4、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保费实体,保费实体则引用了报价规则子实体。
5、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。

聚合设计原则

6、在一致性边界内建模真正的不变条件。聚合用来封装真正的不变性,而不是简单地将对象组合在一起。聚合内有一套不变的业务规则,各实体和值对象按照统一的业务规则运行,实现对象数据的一致性,边界之外的任何东西都与该聚合无关,这就是聚合能实现业务高内聚的原因。
7、设计小聚合。如果聚合设计得过大,聚合会因为包含过多的实体,导致实体之间的管理过于复杂,高频操作时会出现并发冲突或者数据库锁,最终导致系统可用性变差。而小聚合设计则可以降低由于业务过大导致聚合重构的可能性,让领域模型更能适应业务的变化。
8、通过唯一标识引用其它聚合。聚合之间是通过关联外部聚合根 ID 的方式引用,而不是直接对象引用的方式。外部聚合的对象放在聚合边界内管理,容易导致聚合的边界不清晰,也会增加聚合之间的耦合度。
9、在边界之外使用最终一致性。聚合内数据强一致性,而聚合之间数据最终一致性。在一次事务中,最多只能更改一个聚合的状态。如果一次业务操作涉及多个聚合状态的更改,应采用领域事件的方式异步修改相关的聚合,实现聚合之间的解耦。
10、通过应用层实现跨聚合的服务调用。为实现微服务内聚合之间的解耦,以及未来以聚合为单位的微服务组合和拆分,应避免跨聚合的领域服务调用和跨聚合的数据库表关联。

战术设计要点

1、应用层同时依赖于展示层、领域层及基础层,展示层java bean用vo表示,领域层java bean有entity和value object以及dto,仓储层java bean 用do/po表示。
2、仓储层接口在领域层定义,仓储层依赖于领域层,聚合根中注入仓储层接口对象,用于持久化。
3、对于修改领域对象的情况,通过仓储获取领域对象,调用领域对象的相关业务方法以完成业务逻辑处理。
4、对于新增领域对象的情况,通过构造函数或工厂创建出领域对象,如果需要还可以继续对该新创建的领域对象做一些操作,然后把该新创建的领域对象添加到仓储中。
5、领域模型主要针对的是复杂业务场景下的新增及修改操作,对于删除及查询操作可以直接越过领域层,或者给予领域服务去做。
6、仓储里面存放的对象一定是聚合,原因是之前提到的领域模型中是以聚合的概念去划分边界的;聚合是我们更新对象的一个边界,事实上我们把整个聚合看成是一个整体概念,要么一起被取出来,要么一起被删除。我们永远不会单独对某个聚合内的子对象进行单独查询或做更新操作。因此,我们只对聚合设计仓储。
7、缓存、消息机制等都应该封装在基础层中,用以隔离不同缓存实现、消息中间件实现的差异,对于以来的第三方服务可以单独设计一个依赖层供基础层调用。

领域事件

领域事件在DDD中不是必须的,而是为了更纯净的解决聚合之间的关系甚至领域间的RPC调用而设计的。领域事件可以理解为是发生在一个特定领域中的事件,是你希望在同一个领域中其他部分知道并产生后续动作的事件。但是并不是所有发生过的事情都可以成为领域事件。一个领域事件必须对业务有价值,有助于形成完整的业务闭环,也即一个领域事件将导致进一步的业务操作。
通常在领域内,领域事件可以代替领域服务去实现一些逻辑,降低耦合(方便后续领域继续拆分),一个微服务内可以考虑给予spring事件机制去实现,领域之间可以借助消息中间件实现。

一些相关扩展

CQRS架构:主要针对DDD中查询逻辑
Event Sourcing:对于DDD中的聚合,不保存聚合的当前状态,而是保存对象上所发生的每个事件。当要重建一个聚合对象时,可以通过回溯这些事件(即让这些事件重新发生)来让对象恢复到某个特定的状态。
相关书籍:《领域驱动设计》、《实现领域驱动设计》

落地demo

https://github.com/junlin-2019/DDDDemo