周立功：嵌入式系统软件的开发，领域驱动设计是最合适的

Posted 2021-05-01 电子工程师时间

今天介绍一些关于软件开发的概念。

当你正在观察一个问题“领域”，比如，航班信息管理系统就是一个领域，其包括飞机（Plane）、航班（Flight）和飞行员（Pilot）等“概念”。实际上概念是符号也是定义，比如，航班是描述飞机起始飞行的概念，当将其定义为Flight时，这个概念并没有说明从哪里到哪里，隐藏了具体细节。当你正在这样做的时候，其实就是在进行“抽象”。抽象强调什么是共同的，从不注重细节，在抛开具体的东西时，抽象只注重一般的东西，因此抽象是分析问题的基本工具。

虽然我们对“领域”这个概念非常熟悉，但有多少人真正重视它呢？软件开发人员几乎总是专注于技术，将技术作为自己能力的展示和成功的度量。到底如何开发才能保证项目成功呢？什么样的软件才能为用户提供真正的价值呢？什么样的团队才是优秀的团队呢？在每个项目的生命周期中，都会有一些重大的转折点。如何制定决策？如何把握项目的方向？如何处理和面对各种机会和挑战呢？这些问题都对项目产生决定性的影响。

直到Eric Evans出版了他的巨著《领域驱动设计》之后，人们才真正开始关注领域，关注核心领域，关注领域驱动的设计，关注模型驱动的开发。Eric Evans在他的著作中，既介绍了成功的案例，也谈论自己的一些失败经历。虽然Eric Evans的思想是非常伟大的，但还是有一些不足之处。我将试图站在Eric Evans的肩膀上，针对嵌入式系统软件的开发，从另一个不同的视角出发，完善领域驱动设计的理论与方法。

传统的软件项目“开发”指的是软件生命周期，开发是基于现实世界以抽象为基础的思维方式，它是由分析、设计和实现三个阶段所组成的。软件工程方法为构建软件在技术上提供了如何做的解决方法，其包括需求、分析与设计、实现、测试和部署等五项活动。

开发的第一个环节就是和用户沟通，其目的是理解用户的“需求”，与用户的意见达成一致。“分析”就是搞清楚用户到底需要什么？分析是指得出用户需求和用户期望的活动，其强调的是如何产生用户的需求模型，而不是解决方案。“设计”是指发生在分析和实现之间的为给定问题提供解决方案的活动，即从一个问题开始，以一种解决方案结束。其强调的是排弃底层或显而易见的细节，寻找满足需求的概念性的解决方案，而不是实现（实际代码）。

总而言之，分析与设计是将需求转换为系统设计的模型，其实无论是建筑师、园林工程师和桥梁建造者，甚至是木匠，每天的工作都离不开模型。每当遇到问题时，通常都会画一张草图来辅助理解整个项目的构想——体系结构、不同的组件如何结合，以及其它一些特征。接着将草图进一步细化，以便更好地理解问题并找到解决方案。软件工程师同样如此，利用模型来更好地理解需求，以完成符合需求的软件设计。

“实现”包括编程、测试和对设计进行集成，以发现编码中的错误，得到一个可执行的系统。“测试”是对实现的测试，确保实现了需求。而“部署”就是确保软件能被最终用户使用，用户通过评估并给出反馈意见。

这里介绍了与领域驱动设计的相关概念，但并没有介绍领域驱动设计的核心，这一节内容介绍的仅仅是开发流程。接着介绍了传统的开发模式，这也是很多专著中介绍的知识，但为何大家学习之后很难落地呢？说明传统的开发方法还是存在问题，其最大的问题是分析、设计与实现完全割裂开来，看起来很好，实际上在编码阶段模型就很难起到更大的作用了。

对于嵌入式系统软件的开发来说，领域驱动设计是最合适的，因为要开发什么产品和功能，我们本身就是问题领域专家，我们非常清楚开发目标，所以我在嵌入式软件开发中推崇领域驱动设计方法。那什么产品使用用例分析呢？

实践证明，领域分析非常依赖于领域专家和分析师的个人经验，对于委托开发软件项目来说，这是很难接受的。因为这样的过程既不是确定的，也无法预测其成功与否。如何以一种有意义的方式驱动分析过程呢？这就是由Jacobson正式提出来的用例分析。

用例分析就是需求分析，用例是一个相对独立的业务单元，用例与用例之间的松耦合是通过技术架构实现的。而用户与软件不是孤立的两个领域，而是一个完整的系统，这是用例分析的本质。虽然用例分析和领域分析都存在领域模型，但用例分析中的模型处于从属地位，它是从用例中推导出来的，而领域分析中的模型则是驱动一切的基础。

今天就介绍这么多了，大家慢慢地消化。如果你对建模没有研究和实践，就当作一堂入门课程吧！建模的方法很多，各个不同的流派文人相轻，总是很难融合，只有站在公正的立场才能看出其中的端倪，比如，我作为一个投资人，当我的钱被大量地消耗时，那么我看问题的角度与专家，以及开发人员的视角，则完全不一样了。如果你因为开发人员的蛮力开发和说跳槽就跳槽的现象困惑时，你对开发的理念和方法的认真程度就完全不一样了，因为你面临的可能是一夜回到解放前，甚至是跳楼，而开发人员顶多是再换一个老板。

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