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本文以餐厅场景为叙事主线,以领域驱动为核心思想,结合架构设计与功能设计方法论。是从领域分析到落地的全过程案例,内容偏重于落地,因此不乏一些探讨,欢迎指正。
文章较长、全程干货、耐心读完、必有收获。
本文不针对餐厅的实现细节,重在探讨设计思想和方法。
1、领域设计
让我们抛开技术人员的本能技术视角、站在纯业务视角来分析领域问题。
领域设计的核心是分而治之,目的是实现业务领域的自治性。
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,这就是我们要解决的问题。
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。
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”,这是业务级别的领域划分,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。我的建议是先找到 “角色”、“实体”、“行为”,并对其归类,我常常关注角色以及具体身份、实体以及实体实例,功能以及包含的重要步骤。
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。
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,掌握角色与行为之间的关系,理清谁在做什么,角色的职责差异是什么。
产出物:用例图
以做菜为例,如图
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,但那是业务级别的。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。
功能相关性:是用例与领域之间的关系,任何业务的领域都是由一套用例组成的,所以领域划分以功能相关性为主,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,确认了厨房域包含的用例,这是很自然的事。
角色相关性:其次是角色,常用于划分子域,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“采购域”、“加工域”、“烹饪域”。
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。
产出物:领域、子域
以厨房域为例,如图
1.5 领域建模
这是大家比较熟知的阶段,重点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)。
领域模型是实现功能的基石、需要有对功能的本质理解,才能找到最核心的实体,实体之间的OO聚合关系决定了功能的扩展性,OO聚合是最重要的核心点。
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。
产出物:聚合、实体、值对象、实体的属性
(领域服务和事件在后续的功能设计中提供)
1.6 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,依赖关系是固定的。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,并非描述领域处境的。
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”,所以领域上下游关系是一种数据流向的限定,是业务发生的顺序限定,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。合理的上下游限定,有助于减少领域之间的不必要依赖,有利于数据的复用并减少重复计算。
领域上下游是与场景相关的,并不是一成不变的,不同的场景存在不同的上下游,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
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
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
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,减少领域之间的功能依赖,降低领域之间的耦合,减少业务变化带来的影响。
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,用于保持领域的独立性,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。
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
以餐厅为视角,其架构如下
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),也可以把依赖层拆分为两个(模型依赖、服务依赖)。
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、领域应该是最小完备的:把一个领域拆分为子域、子子域、子子子…… 无限拆分,拆分到一定程度之后,某个子域就不完整了,不完整的子域是不可以独立存在的。拆分不不够或者过度拆分,都是不符合低耦合高内聚原则的。当一个领域的内部子域不具备独立性时,他们之间不必严格解耦,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、领域服务层就是领域用例层:他们俩是同一回事儿,都是用于实现领域内的用例的。不要将领域服务与领域用例视为两个独立的层,也不要将领域服务与领域模型视为同一层,否则会导致逻辑的分散(一部分在领域服务层、一部分在领域模型层、还有一部分可能在用例层),也会导致每个层的职责不明确,容易搞乱。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。
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。
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包含的资源。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。
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,这 应该符合低耦合高内聚原则,不破坏领域实体的聚合关系。
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。
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(Kitchen)、菜品(Category)、订单(Order)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。
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或服务员。
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,最终会导致设计无法落地。
功能设计是实现 “面向扩展开放、面向修改关闭” 的途径,是指导研发落地必备环节。
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。
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
我们在领域分析章节,已明确了用例与角色的关系,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。
产出物:更新用例图
3.3 事件风暴
我们需要深入功能的细节,首推的方法是事件风暴,适用于解构复杂功能。
事件风暴的作用并不限于功能分析,只是我觉得很适用于功能分析,事件风暴的一张图包含很多内容,正好是功能设计所需要的。
将功能拆分为多个子功能(步骤)。(在后续使用)
确认参与该步骤的角色和领域。(在后续的3.6章节落地)
确认步骤的串联流程和领域事件。(在后续的3.6章节落地)
确认参与该步骤的领域实体。(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,以确保功能的扩展性。
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)
3.5 用例实现类(领域服务类)结构图
专注于用例层的类设计,实现“面相修改关闭,面相扩展开放”。
用例的类结构图是用例分析图的一种映射。
出物:用例层的类结构图
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。
我们将步骤和领域事件串联起来,规定了业务实现流程。推荐使用泳道图表达上述内容。泳道的纵向组件是用例的实现类。
这是真实业务流程的映射。
产出物:用例流程图
以炒鸡蛋为例,其用例流程图如下
3.7 活动图(时序图)
我们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,进一步说明用例是如何实现的。
这时候,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
试想一下、假如把业务逻辑放在领域模型当中(例如聚合),如何实现“面相扩展开放、面相修改关闭”呢?
4、编码实现
编码实现…… 我决定还是…… 偷个懒吧…… 哈哈哈。
但是我们回顾一下之前的内容,是否足够了?不同的研发人员依照设计去编码,是否会写出不一样的代码?
最后、我们的目标是“解决软件复杂度带来的问题”,而实现这个目标的途径是“设计指导研发落地”。
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