为什么要使用DDD架构

Posted 2023-03-28 青龙小码农

什么是DDD（Domain-Driven Design）

软件开发不是一蹴而就的事情，我们不可能在不了解产品（或行业领域）的前提下进行软件开发，在开发前，通常需要进行大量的业务知识梳理，而后到达软件设计的层面，最后才是开发。而在业务知识梳理的过程中，我们必然会形成某个领域知识，根据领域知识来一步步驱动软件设计，就是领域驱动设计的基本概念。领域驱动设计一般分为两个阶段：

• 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，在不断交流的过程中发现和挖出一些主要的领域概念，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，用代码来表现该领域模型。领域需求的最初细节，在功能层面通过领域专家的讨论得出。

在互联网开发“小步快跑，迭代试错”的大环境下，DDD似乎是一种比较“古老而缓慢”的思想。然而，由于互联网公司也逐渐深入实体经济，业务日益复杂，我们在开发中也越来越多地遇到传统行业软件开发中所面临的问题。

过度耦合

业务初期，我们的功能大都非常简单，普通的CRUD就能满足，此时系统是清晰的。随着迭代的不断演化，业务逻辑变得越来越复杂，我们的系统也越来越冗杂。模块彼此关联，谁都很难说清模块的具体功能意图是啥。修改一个功能时，往往光回溯该功能需要的修改点就需要很长时间，更别提修改带来的不可预知的影响面。下图是一个常见的系统耦合病例。

订单服务接口中提供了查询、创建订单相关的接口，也提供了订单评价、支付、保险的接口。同时我们的表也是一个订单大表，包含了非常多字段。在我们维护代码时，牵一发而动全身，很可能只是想改下评价相关的功能，却影响到了创单核心路径。虽然我们可以通过测试保证功能完备性，但当我们在订单领域有大量需求同时并行开发时，改动重叠、恶性循环、疲于奔命修改各种问题。

上述问题，归根到底在于系统架构不清晰，划分出来的模块内聚度低、高耦合。

有一种解决方案，按照演进式设计的理论，让系统的设计随着系统实现的增长而增长。我们不需要作提前设计，就让系统伴随业务成长而演进。这当然是可行的，敏捷实践中的重构、测试驱动设计及持续集成可以对付各种混乱问题。重构——保持行为不变的代码改善清除了不协调的局部设计，测试驱动设计确保对系统的更改不会导致系统丢失或破坏现有功能，持续集成则为团队提供了同一代码库。

在这三种实践中，重构是克服演进式设计中大杂烩问题的主力，通过在单独的类及方法级别上做一系列小步重构来完成。我们可以很容易重构出一个独立的类来放某些通用的逻辑，但是你会发现你很难给它一个业务上的含义，只能给予一个技术维度描绘的含义。这会带来什么问题呢？新同学并不总是知道对通用逻辑的改动或获取来自该类。显然，制定项目规范并不是好的idea。我们又闻到了代码即将腐败的味道。

事实上，你可能意识到问题之所在。在解决现实问题时，我们会将问题映射到脑海中的概念模型，在模型中解决问题，再将解决方案转换为实际的代码。上述问题在于我们解决了设计到代码之间的重构，但提炼出来的设计模型，并不具有实际的业务含义，这就导致在开发新需求时，其他同学并不能很自然地将业务问题映射到该设计模型。设计似乎变成了重构者的自娱自乐，代码继续腐败，重新重构……无休止的循环。

用DDD则可以很好地解决领域模型到设计模型的同步、演化，最后再将反映了领域的设计模型转为实际的代码。

注：模型是我们解决实际问题所抽象出来的概念模型，领域模型则表达与业务相关的事实；设计模型则描述了所要构建的系统。领域模型的开发方式，将数据和行为封装在一起，并与现实世界中的业务对象相映射

贫血症和失忆症

贫血领域对象（Anemic Domain Object）是指仅用作数据载体，而没有行为和动作的领域对象。【领域驱动要解决的一个重要的问题，就是解决对象的贫血问题】
如何知道你的模型是贫血的呢？可以看一下你代码中是否有以下的几个特征：

• 有大量的XxxDO对象：这里DO虽然有时候代表了Domain
  Object，但实际上仅仅是数据库表结构的映射，里面没有包含（或包含了很少的）业务逻辑；

• 服务和Controller里有大量的业务逻辑：比如校验逻辑、计算逻辑、格式转化逻辑、对象关系逻辑、数据存储逻辑等；

• 大量的Utils工具类等。

缺陷

• 无法保护模型对象的完整性和一致性
• 对象操作的可发现性极差
• 代码逻辑重复
• 代码的健壮性差
• 强依赖底层实现

优点：

• 开发“简单”

软件系统复杂性应对

解决复杂和大规模软件的武器可以被粗略地归为三类：抽象、分治和知识。

• 分治 把问题空间分割为规模更小且易于处理的若干子问题。分割后的问题需要足够小，以便一个人单枪匹马就能够解决他们；其次，必须考虑如何将分割后的各个部分装配为整体。分割得越合理越易于理解，在装配成整体时，所需跟踪的细节也就越少。即更容易设计各部分的协作方式。评判什么是分治得好，即高内聚低耦合。
• 抽象 使用抽象能够精简问题空间，而且问题越小越容易理解。举个例子，从北京到上海出差，可以先理解为使用交通工具前往，但不需要一开始就想清楚到底是高铁还是飞机，以及乘坐他们需要注意什么。
• 知识 顾名思义，DDD可以认为是知识的一种。（DDD提供了这样的知识手段，让我们知道如何抽象出限界上下文以及如何去分治。）

与微服务架构相得益彰

微服务架构众所周知，此处不做赘述。我们创建微服务时，需要创建一个高内聚、低耦合的微服务。而DDD中的限界上下文则完美匹配微服务要求，可以将该限界上下文理解为一个微服务进程。
我们将架构设计活动精简为以下三个层面：

• 业务架构——根据业务需求设计业务模块及其关系
• 系统架构——设计系统和子系统的模块
• 技术架构——决定采用的技术及框架

DDD的核心诉求就是将业务架构映射到系统架构上，在响应业务变化调整业务架构时，也随之变化系统架构。而微服务追求业务层面的复用，设计出来的系统架构和业务一致；在技术架构上则系统模块之间充分解耦，可以自由地选择合适的技术架构，去中心化地治理技术和数据。

一种基于springboot的DDD项目架构

参考：go!!!

微服务设计为什么要选择DDD？

微服务设计和拆分的困境

进入微服务架构时代以后，微服务确实也解决了原来采用集中式架构的单体应用的很多问题，比如扩展性、弹性伸缩能力、小规模团队的敏捷开发等等。

但在看到这些好处的同时，微服务实践过程中也产生了不少的争论和疑惑：微服务的粒度应该多大呀？微服务到底应该如何拆分和设计呢？微服务的边界应该在哪里？有人认为：“微服务很简单，不过就是把原来一个单体包拆分为多个部署包，或者将原来的单体应用架构替换为一套支持微服务架构的技术框架，就算是微服务了。” 还有人说：“微服务嘛，就是要微要小，拆得越小效果越好。”

综合来看，我认为微服务拆分困境产生的根本原因就是不知道业务或者微服务的边界到底在什么地方。换句话说，确定了业务边界和应用边界，这个困境也就迎刃而解了。

那如何确定，是否有相关理论或知识体系支持呢？在回答这些问题之前，我们先来了解一下领域驱动设计与微服务的前世今生。

2004 年埃里克·埃文斯（Eric Evans）发表了《领域驱动设计》（Domain-Driven Design –Tackling Complexity in the Heart of Software）这本书，从此领域驱动设计（Domain Driven Design，简称 DDD）诞生。DDD 核心思想是通过领域驱动设计方法定义领域模型，从而确定业务和应用边界，保证业务模型与代码模型的一致性。

但 DDD 提出后在软件开发领域一直都是“雷声大，雨点小”！直到微服务架构模式的提出者Martin Fowler 提出微服务架构，DDD 才真正迎来了自己的时代。

有些熟悉 DDD 设计方法的软件工程师在进行微服务设计时，发现可以利用 DDD 设计方法来建立领域模型，划分领域边界，再根据这些领域边界从业务视角来划分微服务边界。而按照 DDD 方法设计出的微服务的业务和应用边界都非常合理，可以很好地实现微服务内部和外部的“高内聚、低耦合”。于是越来越多的人开始把 DDD 作为微服务设计的指导思想。

现在，很多大型互联网企业已经将 DDD 设计方法作为微服务的主流设计方法了。DDD 也从过去“雷声大，雨点小”，开始真正火爆起来。

为什么 DDD 适合微服务？

DDD 是一种处理高度复杂领域的设计思想，它试图分离技术实现的复杂性，并围绕业务概念构建领域模型来控制业务的复杂性，以解决软件难以理解，难以演进的问题。DDD 不是架构，而是一种架构设计方法论，它通过边界划分将复杂业务领域简单化，帮我们设计出清晰的领域和应用边界，可以很容易地实现架构演进。

DDD 包括战略设计和战术设计两部分。

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。

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。

我们不妨来看看 DDD 是如何进行战略设计的。

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。

在战略设计中我们建立了领域模型，划定了业务领域的边界，建立了通用语言和限界上下文，确定了领域模型中各个领域对象的关系。到这儿，业务端领域模型的设计工作基本就完成了，这个过程同时也基本确定了应用端的微服务边界。

在从业务模型向微服务落地的过程中，也就是从战略设计向战术设计的实施过程中，我们会将领域模型中的领域对象与代码模型中的代码对象建立映射关系，将业务架构和系统架构进行绑定。当我们去响应业务变化调整业务架构和领域模型时，系统架构也会同时发生调整，并同步建立新的映射关系。

DDD 与微服务的关系

DDD 是一种架构设计方法，微服务是一种架构风格，两者从本质上都是为了追求高响应力，而从业务视角去分离应用系统建设复杂度的手段。两者都强调从业务出发，其核心要义是强调根据业务发展，合理划分领域边界，持续调整现有架构，优化现有代码，以保持架构和代码的生命力，也就是我们常说的演进式架构。

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。

总结

今天我们主要讨论了微服务设计和拆分的难题。通过 DDD 战略设计可以建立领域模型，划定领域边界，解决微服务设计过程中，边界难以划定的难题。

更关键的一点是，DDD 不仅可以用于微服务设计，还可以很好地应用于企业中台的设计。

总体来说，DDD 可以给你带来以下收获：

DDD 是一套完整而系统的设计方法，它能带给你从战略设计到战术设计的标准设计过程，使得你的设计思路能够更加清晰，设计过程更加规范。

DDD 善于处理与领域相关的拥有高复杂度业务的产品开发，通过它可以建立一个核心而稳定的领域模型，有利于领域知识的传递与传承。

DDD 强调团队与领域专家的合作，能够帮助你的团队建立一个沟通良好的氛围，构建一致的架构体系。

DDD 的设计思想、原则与模式有助于提高你的架构设计能力。

无论是在新项目中设计微服务，还是将系统从单体架构演进到微服务，都可以遵循 DDD 的架构原则。

DDD 不仅适用于微服务，也适用于传统的单体应用。