阿里技术专家详解 DDD 系列- Domain Primitive

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了阿里技术专家详解 DDD 系列- Domain Primitive相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


Long userId;
String name;
String phone;
String address;
Long repId;




SalesRepRepository salesRepRepo;
UserRepository userRepo;

User
ValidationException
(name == || name.length() == ValidationException(
(phone == || !isValidPhoneNumber(phone))
ValidationException(
String areaCode = String[] areas = String[] (i = String prefix = phone.substring( (Arrays.asList(areas).contains(prefix))
areaCode = prefix;


SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(areaCode);

User user = User();
user.name = name;
user.phone = phone;
user.address = address;
(rep != user.repId = rep.repId;


userRepo.save(user);



String pattern = phone.matches(pattern);

(phone == || !isValidPhoneNumber(phone))
ValidationException((phone == || !isValidPhoneNumber(phone) || !isValidCellNumber(phone))
ValidationException((phone == ValidationException((!isValidPhoneNumber(phone))
ValidationException( @NotNull @NotBlank String name,
@NotNull @Pattern(regexp = String phone,
@NotNull String address
)
;

User
ValidationUtils.validateName(name); ValidationUtils.validatePhone(phone);
ValidationUtils.validateAddress(address);
...

String[](i = String prefix = phone.substring( (Arrays.asList(areas).contains(prefix))
areaCode = prefix;


SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(areaCode);

String
(i = String prefix = phone.substring( (isAreaCode(prefix))
prefix;



String[] areas = String[] Arrays.asList(areas).contains(prefix);



String number;
String
number;



(number == ValidationException( (isValid(number))
ValidationException(


String
(i = String prefix = number.substring( (isAreaCode(prefix))
prefix;





String[] areas = String[] Arrays.asList(areas).contains(prefix);



String pattern = number.matches(pattern);


这两个概念加起来,构造成了本文标题的Domain Primitive(DP)。


UserId userId;
Name name;
PhoneNumber phone;
Address address;
RepId repId;


User @NotNull Name name,
@NotNull PhoneNumber phone,
@NotNull Address address
)

SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(phone.getAreaCode());

User user = User();
user.name = name;
user.phone = phone;
user.address = address;
(rep != user.repId = rep.repId;


userRepo.saveUser(user);

User Name(Address(PhoneNumber(User @NotNull Name name,
@NotNull PhoneNumber phone,
@NotNull Address address
)
userRepo.save(user);



BankService.transfer(money,
BigDecimal amount;
Currency currency;



BankService.transfer(money, recipientId);



(money.getCurrency().equals(targetCurrency))
BankService.transfer(money, recipientId);

BigDecimal rate = ExchangeService.getRate(money.getCurrency(), targetCurrency);
BigDecimal targetAmount = money.getAmount().multiply(BigDecimal(rate));
Money targetMoney = Money(targetAmount, targetCurrency);
BankService.transfer(targetMoney, recipientId);


BigDecimal rate;
Currency from;
Currency to;




Money
notNull(fromMoney);
isTrue( BigDecimal targetAmount = fromMoney.getAmount().multiply(rate);
Money(targetAmount, to);



ExchangeRate rate = ExchangeService.getRate(money.getCurrency(), targetCurrency);
Money targetMoney = rate.exchange(money);
BankService.transfer(targetMoney, recipientId);


4

User ValidationException
(name == || name.length() == ValidationException(
(phone == || !isValidPhoneNumber(phone))
ValidationException(

String areaCode = String[] areas = String[] (i = String prefix = phone.substring( (Arrays.asList(areas).contains(prefix))
areaCode = prefix;


SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(areaCode);
User ValidationException

Name _name = Name(name);
PhoneNumber _phone = PhoneNumber(phone);
Address _address = Address(address);

SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(_phone.getAreaCode());
User
SalesRep rep = salesRepRepo.findRep(phone.getAreaCode());

Name(PhoneNumber(Address("浙江省杭州市余杭区文三西路969号"));

通过以上 4 步,就能让你的代码变得更加简洁、优雅、健壮、安全。你还在等什么?今天就去尝试吧!


链接:

①  https://martinfowler.com/bliki/AnemicDomainModel.html 


END


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阿里技术专家详解DDD系列 第三讲 - Repository模式

为什么要用 Repository

实体模型 vs. 贫血模型

Entity(实体)这个词在计算机领域的最初应用可能是来自于Peter Chen在1976年的“The Entity-Relationship Model - Toward a Unified View of Data"(ER模型),用来描述实体之间的关系,而ER模型后来逐渐的演变成为一个数据模型,在关系型数据库中代表了数据的储存方式。
而2006年的JPA标准,通过@Entity等注解,以及Hibernate等ORM框架的实现,让很多Java开发对Entity的理解停留在了数据映射层面,忽略了Entity实体的本身行为,造成今天很多的模型仅包含了实体的数据和属性,而所有的业务逻辑都被分散在多个服务、Controller、Utils工具类中,这个就是Martin Fowler所说的的Anemic Domain Model(贫血领域模型)。

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。

贫血模型的缺陷是非常明显的:

  • 无法保护模型对象的完整性和一致性:因为对象的所有属性都是公开的,只能由调用方来维护模型的一致性,而这个是没有保障的;之前曾经出现的案例就是调用方没有能维护模型数据的一致性,导致脏数据使用时出现bug,这一类的 bug还特别隐蔽,很难排查到。
  • 对象操作的可发现性极差:单纯从对象的属性上很难看出来都有哪些业务逻辑,什么时候可以被调用,以及可以赋值的边界是什么;比如说,Long类型的值是否可以是0或者负数?
  • 代码逻辑重复:比如校验逻辑、计算逻辑,都很容易出现在多个服务、多个代码块里,提升维护成本和bug出现的概率;一类常见的bug就是当贫血模型变更后,校验逻辑由于出现在多个地方,没有能跟着变,导致校验失败或失效。
  • 代码的健壮性差:比如一个数据模型的变化可能导致从上到下的所有代码的变更。
  • 强依赖底层实现:业务代码里强依赖了底层数据库、网络/中间件协议、第三方服务等,造成核心逻辑代码的僵化且维护成本高。

虽然贫血模型有很大的缺陷,但是在我们日常的代码中,我见过的99%的代码都是基于贫血模型,为什么呢?我总结了以下几点:

  • 数据库思维:从有了数据库的那一天起,开发人员的思考方式就逐渐从“写业务逻辑“转变为了”写数据库逻辑”,也就是我们经常说的在写CRUD代码。
  • 贫血模型“简单”:贫血模型的优势在于“简单”,仅仅是对数据库表的字段映射,所以可以从前到后用统一格式串通。这里简单打了引号,是因为它只是表面上的简单,实际上当未来有模型变更时,你会发现其实并不简单,每次变更都是非常复杂的事情
  • 脚本思维:很多常见的代码都属于“脚本”或“胶水代码”,也就是流程式代码。脚本代码的好处就是比较容易理解,但长久来看缺乏健壮性,维护成本会越来越高。

但是可能最核心的原因在于,实际上我们在日常开发中,混淆了两个概念:

  • 数据模型(Data Model):指业务数据该如何持久化,以及数据之间的关系,也就是传统的ER模型;
  • 业务模型/领域模型(Domain Model):指业务逻辑中,相关联的数据该如何联动。

所以,解决这个问题的根本方案,就是要在代码里严格区分Data Model和Domain Model,具体的规范会在后文详细描述。在真实代码结构中,Data Model和 Domain Model实际上会分别在不同的层里,Data Model只存在于数据层,而Domain Model在领域层,而链接了这两层的关键对象,就是Repository

Repository的价值

在传统的数据库驱动开发中,我们会对数据库操作做一个封装,一般叫做Data Access Object(DAO)。DAO的核心价值是封装了拼接SQL、维护数据库连接、事务等琐碎的底层逻辑,让业务开发可以专注于写代码。但是在本质上,DAO的操作还是数据库操作,DAO的某个方法还是在直接操作数据库和数据模型,只是少写了部分代码。在Uncle Bob的《代码整洁之道》一书里,作者用了一个非常形象的描述:

  • 硬件(Hardware):指创造了之后不可(或者很难)变更的东西。数据库对于开发来说,就属于”硬件“,数据库选型后基本上后面不会再变,比如:用了MySQL就很难再改为MongoDB,改造成本过高。
  • 软件(Software):指创造了之后可以随时修改的东西。对于开发来说,业务代码应该追求做”软件“,因为业务流程、规则在不停的变化,我们的代码也应该能随时变化。
  • 固件(Firmware):即那些强烈依赖了硬件的软件。我们常见的是路由器里的固件或安卓的固件等等。固件的特点是对硬件做了抽象,但仅能适配某款硬件,不能通用。所以今天不存在所谓的通用安卓固件,而是每个手机都需要有自己的固件。

从上面的描述我们能看出来,数据库在本质上属于”硬件“,DAO 在本质上属于”固件“,而我们自己的代码希望是属于”软件“。但是,固件有个非常不好的特性,那就是会传播,也就是说当一个软件强依赖了固件时,由于固件的限制,会导致软件也变得难以变更,最终让软件变得跟固件一样难以变更。
举个软件很容易被“固化”的例子:

private OrderDAO orderDAO;

public Long addOrder(RequestDTO request) 
    // 此处省略很多拼装逻辑
    OrderDO orderDO = new OrderDO();
    orderDAO.insertOrder(orderDO);
    return orderDO.getId();


public void updateOrder(OrderDO orderDO, RequestDTO updateRequest) 
    orderDO.setXXX(XXX); // 省略很多
    orderDAO.updateOrder(orderDO);


public void doSomeBusiness(Long id) 
    OrderDO orderDO = orderDAO.getOrderById(id);
    // 此处省略很多业务逻辑

在上面的这段简单代码里,该对象依赖了DAO,也就是依赖了DB。虽然乍一看感觉并没什么毛病,但是假设未来要加一个缓存逻辑,代码则需要改为如下:

private OrderDAO orderDAO;
private Cache cache;

public Long addOrder(RequestDTO request) 
    // 此处省略很多拼装逻辑
    OrderDO orderDO = new OrderDO();
    orderDAO.insertOrder(orderDO);
    cache.put(orderDO.getId(), orderDO);
    return orderDO.getId();


public void updateOrder(OrderDO orderDO, RequestDTO updateRequest) 
    orderDO.setXXX(XXX); // 省略很多
    orderDAO.updateOrder(orderDO);
    cache.put(orderDO.getId(), orderDO);


public void doSomeBusiness(Long id) 
    OrderDO orderDO = cache.get(id);
    if (orderDO == null) 
        orderDO = orderDAO.getOrderById(id);
    
    // 此处省略很多业务逻辑

这时,你会发现因为插入的逻辑变化了,导致在所有的使用数据的地方,都需要从1行代码改为至少3行。而当你的代码量变得比较大,然后如果在某个地方你忘记了查缓存,或者在某个地方忘记了更新缓存,轻则需要查数据库,重则是缓存和数据库不一致,导致bug。当你的代码量变得越来越多,直接调用DAO、缓存的地方越来越多时,每次底层变更都会变得越来越难,越来越容易导致bug。这就是软件被“固化”的后果。
所以,我们需要一个模式,能够隔离我们的软件(业务逻辑)和固件/硬件(DAO、DB),让我们的软件变得更加健壮,而这个就是Repository的核心价值。

模型对象代码规范

对象类型

在讲Repository规范之前,我们需要先讲清楚3种模型的区别,Entity、Data Object (DO)和Data Transfer Object (DTO):

  • Data Object (DO、数据对象):实际上是我们在日常工作中最常见的数据模型。但是在DDD的规范里,DO应该仅仅作为数据库物理表格的映射,不能参与到业务逻辑中。为了简单明了,DO的字段类型名称应该和数据库物理表格的字段类型和名称一一对应,这样我们不需要去跑到数据库上去查一个字段的类型和名称。(当然,实际上也没必要一摸一样,只要你在Mapper那一层做到字段映射)
  • Entity(实体对象):实体对象是我们正常业务应该用的业务模型,它的字段和方法应该和业务语言保持一致,和持久化方式无关。也就是说,Entity和DO很可能有着完全不一样的字段命名和字段类型,甚至嵌套关系。Entity的生命周期应该仅存在于内存中,不需要可序列化和可持久化。
  • DTO(传输对象):主要作为Application层的入参和出参,比如CQRS里的Command、Query、Event,以及Request、Response等都属于DTO的范畴。DTO的价值在于适配不同的业务场景的入参和出参,避免让业务对象变成一个万能大对象

模型对象之间的关系

在实际开发中DO、Entity和DTO不一定是1:1:1的关系。一些常见的非1:1关系如下:
复杂的Entity拆分多张数据库表:常见的原因在于字段过多,导致查询性能降低,需要将非检索、大字段等单独存为一张表,提升基础信息表的检索效率。常见的案例如商品模型,将商品详细描述等大字段单独保存,提升查询性能:

多个关联的Entity合并一张数据库表:这种情况通常出现在拥有复杂的Aggregate Root - Entity关系的情况下,且需要分库分表,为了避免多次查询和分库分表带来的不一致性,牺牲了单表的简洁性,提升查询和插入性能。常见的案例如主子订单模型:

从复杂Entity里抽取部分信息形成多个DTO:这种情况通常在Entity复杂,但是调用方只需要部分核心信息的情况下,通过一个小的DTO降低信息传输成本。同样拿商品模型举例,基础DTO可能出现在商品列表里,这个时候不需要复杂详情:

合并多个Entity为一个DTO:这种情况通常为了降低网络传输成本,降低服务端请求次数,将多个Entity、DP等对象合并序列化,并且让DTO可以嵌套其他DTO。同样常见的案例是在订单详情里需要展示商品信息:

模型所在模块和转化器

由于现在从一个对象变为3+个对象,对象间需要通过转化器(Converter/Mapper)来互相转化。而这三种对象在代码中所在的位置也不一样,简单总结如下:

  • DTO Assembler:在Application层,Entity到DTO的转化器有一个标准的名称叫DTO Assembler。Martin Fowler在P of EAA一书里对于DTO 和 Assembler的描述:Data Transfer Object。DTO Assembler的核心作用就是将1个或多个相关联的Entity转化为1个或多个DTO。
  • Data Converter:在Infrastructure层,Entity到DO的转化器没有一个标准名称,但是为了区分Data Mapper,我们叫这种转化器Data Converter。这里要注意Data Mapper通常情况下指的是DAO,比如Mybatis的Mapper。Data Mapper的出处也在P of EAA一书里:Data Mapper
    如果是手写一个Assembler,通常我们会去实现2种类型的方法,如下;Data Converter的逻辑和此类似,略过。

public class DtoAssembler 
    // 通过各种实体,生成DTO
    public OrderDTO toDTO(Order order, Item item) 
        OrderDTO dto = new OrderDTO();
        dto.setId(order.getId());
        dto.setItemTitle(item.getTitle()); // 从多个对象里取值,且字段名称不一样
        dto.setDetailAddress(order.getAddress.getDetail()); // 可以读取复杂嵌套字段
        // 省略N行
        return dto;
    

    // 通过DTO,生成实体
    public Item toEntity(ItemDTO itemDTO) 
        Item entity = new Item();
        entity.setId(itemDTO.getId());
        // 省略N行
        return entity;
    

我们能看出来通过抽象出一个Assembler/Converter对象,我们能把复杂的转化逻辑都收敛到一个对象中,并且可以很好的单元测试。这个也很好的收敛了常见代码里的转化逻辑。
在调用方使用时是非常方便的(请忽略各种异常逻辑):

public class Application 
    private DtoAssembler assembler;
    private OrderRepository orderRepository;
    private ItemRepository itemRepository;

    public OrderDTO getOrderDetail(Long orderId) 
        Order order = orderRepository.find(orderId);
        Item item = itemRepository.find(order.getItemId());
        return assembler.toDTO(order, item); // 原来的很多复杂转化逻辑都收敛到一行代码了
    

虽然Assembler/Converter是非常好用的对象,但是当业务复杂时,手写Assembler/Converter是一件耗时且容易出bug的事情,所以业界会有多种Bean Mapping的解决方案,从本质上分为动态和静态映射。

动态映射方案包括比较原始的 BeanUtils.copyProperties、能通过xml配置的Dozer等,其核心是在运行时根据反射动态赋值。动态方案的缺陷在于大量的反射调用,性能比较差,内存占用多,不适合特别高并发的应用场景。

所以在这里我给用Java的同学推荐一个库叫MapStruct(MapStruct官网)。MapStruct通过注解,在编译时静态生成映射代码,其最终编译出来的代码和手写的代码在性能上完全一致,且有强大的注解等能力。如果你的IDE支持,甚至可以在编译后看到编译出来的映射代码,用来做check。在这里我就不细讲MapStruct的用法了,具体细节请见官网。

用了MapStruct之后,会节省大量的成本,让代码变得简洁如下:

@org.mapstruct.Mapper
public interface DtoAssembler  // 注意这里变成了一个接口,MapStruct会生成实现类
    DtoAssembler INSTANCE = Mappers.getMapper(DtoAssembler.class);

    // 在这里只需要指出字段不一致的情况,支持复杂嵌套
    @Mapping(target = "itemTitle", source = "item.title")
    @Mapping(target = "detailAddress", source = "order.address.detail")
    OrderDTO toDTO(Order order, Item item);

    // 如果字段没有不一致,一行注解都不需要
    Item toEntity(ItemDTO itemDTO);

在使用了MapStruct后,你只需要标注出字段不一致的情况,其他的情况都通过Convention over Configuration帮你解决了。还有很多复杂的用法我就不一一指出了。

模型规范总结


从使用复杂度角度来看,区分了DO、Entity、DTO带来了代码量的膨胀(从1个变成了3+2+N个)。但是在实际复杂业务场景下,通过功能来区分模型带来的价值是功能性的单一和可测试、可预期,最终反而是逻辑复杂性的降低。

Repository代码规范

接口规范

上文曾经讲过,传统Data Mapper(DAO)属于“固件”,和底层实现(DB、Cache、文件系统等)强绑定,如果直接使用会导致代码“固化”。所以为了在Repository的设计上体现出“软件”的特性,主要需要注意以下三点:

  • 接口名称不应该使用底层实现的语法:我们常见的insert、select、update、delete都属于SQL语法,使用这几个词相当于和DB底层实现做了绑定。相反,我们应该把 Repository 当成一个中性的类 似Collection 的接口,使用语法如 find、save、remove。在这里特别需要指出的是区分 insert/add 和 update 本身也是一种和底层强绑定的逻辑,一些储存如缓存实际上不存在insert和update的差异,在这个 case 里,使用中性的 save 接口,然后在具体实现上根据情况调用 DAO 的 insert 或 update 接口。
  • 出参入参不应该使用底层数据格式:需要记得的是 Repository 操作的是 Entity 对象(实际上应该是Aggregate Root),而不应该直接操作底层的 DO 。更近一步,Repository 接口实际上应该存在于Domain层,根本看不到 DO 的实现。这个也是为了避免底层实现逻辑渗透到业务代码中的强保障
  • 应该避免所谓的“通用”Repository模式:很多 ORM 框架都提供一个“通用”的Repository接口,然后框架通过注解自动实现接口,比较典型的例子是Spring Data、Entity Framework等,这种框架的好处是在简单场景下很容易通过配置实现,但是坏处是基本上无扩展的可能性(比如加定制缓存逻辑),在未来有可能还是会被推翻重做。当然,这里避免通用不代表不能有基础接口和通用的帮助类,具体如下。

我们先定义一个基础的 Repository 基础接口类,以及一些Marker接口类:

public interface Repository<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> 

    /**
     * 将一个Aggregate附属到一个Repository,让它变为可追踪。
     * Change-Tracking在下文会讲,非必须
     */
    void attach(@NotNull T aggregate);

    /**
     * 解除一个Aggregate的追踪
     * Change-Tracking在下文会讲,非必须
     */
    void detach(@NotNull T aggregate);

    /**
     * 通过ID寻找Aggregate。
     * 找到的Aggregate自动是可追踪的
     */
    T find(@NotNull ID id);

    /**
     * 将一个Aggregate从Repository移除
     * 操作后的aggregate对象自动取消追踪
     */
    void remove(@NotNull T aggregate);

    /**
     * 保存一个Aggregate
     * 保存后自动重置追踪条件
     */
    void save(@NotNull T aggregate);


// 聚合根的Marker接口
public interface Aggregate<ID extends Identifier> extends Entity<ID> 



// 实体类的Marker接口
public interface Entity<ID extends Identifier> extends Identifiable<ID> 



public interface Identifiable<ID extends Identifier> 
    ID getId();


// ID类型DP的Marker接口
public interface Identifier extends Serializable 


业务自己的接口只需要在基础接口上进行扩展,举个订单的例子:

// 代码在Domain层
public interface OrderRepository extends Repository<Order, OrderId> 

    // 自定义Count接口,在这里OrderQuery是一个自定义的DTO
    Long count(OrderQuery query);

    // 自定义分页查询接口
    Page<Order> query(OrderQuery query);

    // 自定义有多个条件的查询接口
    Order findInStore(OrderId id, StoreId storeId);

每个业务需要根据自己的业务场景来定义各种查询逻辑。

这里需要再次强调的是Repository的接口是在Domain层,但是实现类是在Infrastructure层。

Repository基础实现

先举个Repository的最简单实现的例子。注意OrderRepositoryImpl在Infrastructure层:

// 代码在Infrastructure层
@Repository // Spring的注解
public class OrderRepositoryImpl implements OrderRepository 
    private final OrderDAO dao; // 具体的DAO接口
    private final OrderDataConverter converter; // 转化器

    public OrderRepositoryImpl(OrderDAO dao) 
        this.dao = dao;
        this.converter = OrderDataConverter.INSTANCE;
    

    @Override
    public Order find(OrderId orderId) 
        OrderDO orderDO = dao.findById(orderId.getValue());
        return converter.fromData(orderDO);
    

    @Override
    public void remove(Order aggregate) 
        OrderDO orderDO = converter.toData(aggregate);
        dao.delete(orderDO);
    

    @Override
    public void save(Order aggregate) 
        if (aggregate.getId() != null && aggregate.getId().getValue() > 0) 
            // update
            OrderDO orderDO = converter.toData(aggregate);
            dao.update(orderDO);
         else 
            // insert
            OrderDO orderDO = converter.toData(aggregate);
            dao.insert(orderDO);
            aggregate.setId(converter.fromData(orderDO).getId());
        
    

    @Override
    public Page<Order> query(OrderQuery query) 
        List<OrderDO> orderDOS = dao.queryPaged(query);
        long count = dao.count(query);
        List<Order> result = orderDOS.stream().map(converter::fromData).collect(Collectors.toList());
        return Page.with(result, query, count);
    

    @Override
    public Order findInStore(OrderId id, StoreId storeId) 
        OrderDO orderDO = dao.findInStore(id.getValue(), storeId.getValue());
        return converter.fromData(orderDO);
    


从上面的实现能看出来一些套路:所有的Entity/Aggregate会被转化为DO,然后根据业务场景,调用相应的DAO方法进行操作,事后如果需要则把DO转换回Entity。代码基本很简单,唯一需要注意的是save方法,需要根据Aggregate的ID是否存在且大于0来判断一个Aggregate是否需要更新还是插入。
这里通过OrderDataConverter,实现DO和Entity之间的转换,向下使用DO进行持久化交互,向上使用Entity和业务域交互。

以上是关于阿里技术专家详解 DDD 系列- Domain Primitive的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

阿里技术专家详解 DDD 系列- Domain Primitive

阿里技术专家详解DDD系列 第三讲 - Repository模式

阿里技术专家详解DDD系列 第三讲 - Repository模式

阿里技术专家详解DDD系列 第二弹 - 应用架构

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