Clean架构（Clean Architecture）是由著名软件工程师Robert C. Martin（也被称为“Uncle Bob”）提出的一种架构模式。Clean架构的核心思想是分离关注点（Separation of Concerns），旨在通过创建高内聚、低耦合的代码结构，提升软件系统的可维护性、可扩展性和可测试性。Clean架构可以应用于各类软件开发，包括Web应用、移动应用、桌面应用等。
Clean架构的核心原则
Clean架构的设计原则包括：
依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）
高层模块不应该依赖低层模块。两者应该通过抽象来依赖，即依赖于接口而不是具体实现。也就是说，依赖应该从低层流向高层，而不是反过来。
单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）
每个类应该有且仅有一个原因去改变。一个类的责任应该明确，避免多重职责导致的复杂性。
接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）
应该为每个客户提供独立的接口，而不是将所有功能都放在一个庞大的接口中。
开闭原则（Open/Closed Principle, OCP）
软件应该对扩展开放，对修改封闭。这意味着在不修改现有代码的情况下，能够添加新功能。
Clean架构的结构
Clean架构的核心是通过分层结构来实现职责分离和解耦。它的结构通常包括以下几层，层与层之间的关系通常是通过接口和抽象来连接的。
- 最内层：实体（Entities）
职责：包含应用程序核心的业务规则和数据结构。这些实体通常是系统中最基础的对象，如User、Order等，它们代表着业务领域的核心概念。
特点：实体层是最稳定的，不应该依赖其他层的实现。它们通常是跨不同应用场景和平台的通用业务模型。 - 第二层：用例（Use Cases）
职责：处理具体的应用逻辑，它定义了系统的应用功能。这一层包括与用户交互的具体操作，如“下订单”或“获取用户信息”。
特点：用例层通过调用实体层的业务逻辑来执行操作，并且可以依赖接口来与外部环境（如数据库、UI层）交互。 - 第三层：接口适配器（Interface Adapters）
职责：该层的作用是将数据从内层（实体和用例）转换为外部界面所需要的格式。这通常涉及到从数据库、UI或外部服务中获取数据并进行适配。
特点：这层的实现依赖于具体的框架和库（例如数据库 ORM、Web框架等），但是它不应影响核心业务逻辑。它通过转换器（Adapter）和桥接（Bridge）来适配不同层之间的交互。 - 最外层：框架和驱动（Frameworks & Drivers）
职责：最外层通常包含实现具体技术细节的代码，如数据库、Web框架、UI框架等。这些是与系统外部的交互接口。
特点：这一层依赖于内层的业务逻辑层，通过接口适配器与其交互。它应该被视为一个实现细节，系统的核心业务逻辑不应依赖于它。
Clean架构的分层图示
diff
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+----------------------------+
| 外部框架和驱动 (Frameworks & Drivers) |
| (UI, Web, Database, etc.) |
+----------------------------+
|
v
+----------------------------+
| 接口适配器 (Interface Adapters) |
| (Controllers, Gateways, Presenters) |
+----------------------------+
|
v
+----------------------------+
| 用例 (Use Cases) |
| (Application Business Rules) |
+----------------------------+
|
v
+----------------------------+
| 实体 (Entities) |
| (Enterprise Business Rules) |
+----------------------------+
Clean架构的关键概念
依赖规则
Clean架构中的依赖应该始终从外层指向内层，而不是反向。具体来说：
外层模块（如UI层、数据库层、Web层等）依赖于内层模块（如用例层、实体层）。
内层模块不应该知道外层模块的存在。
数据在各层之间流动时，外层模块将数据转化为内层模块所需要的格式。
解耦
Clean架构提倡通过接口和抽象来实现解耦，使得每一层都能独立变化。例如，你可以更改数据存储方式（如从SQL数据库切换为NoSQL数据库），而无需修改核心业务逻辑。
高内聚低耦合
每个层次都应该高内聚，即它们的功能和责任应该非常明确。同时，层与层之间的耦合应该尽可能低，以减少变动的影响范围。
可测试性
Clean架构使得每一层都能够独立进行单元测试。因为内层不依赖于外层，核心业务逻辑的单元测试可以不依赖具体的数据库、UI或框架。
Clean架构的优势
高可维护性：由于各层之间的高内聚性和低耦合性，代码变更时只会影响到相关层，减少了修改时的风险。
可扩展性：新的功能和需求可以通过扩展现有的用例和实体来实现，而无需大幅度改动现有的代码结构。
技术无关性：核心业务逻辑不依赖于特定的框架或技术，使得系统更容易迁移和升级。
可测试性：各层通过接口进行解耦，使得单元测试变得更加容易，尤其是对核心业务逻辑的测试。
Clean架构的挑战
复杂度较高：由于Clean架构的分层设计和依赖倒置的原则，可能会导致初期设计和实现的复杂度增加，尤其是在小型项目中。
过度设计：在某些小型应用或快速开发的场景中，Clean架构可能会显得有些“过度设计”，开发团队需要根据实际需求权衡设计的复杂度。
总结
Clean架构是一种强调整洁代码和高内聚、低耦合设计的架构模式。通过严格的分层和依赖倒置，它提供了一种使得业务逻辑独立于技术实现的方式，从而提高了代码的可维护性、可扩展性和可测试性。虽然Clean架构在小型项目中可能显得过于复杂，但对于大规模的、长生命周期的软件系统，它提供了一种良好的设计方法，帮助开发者应对复杂的业务需求和技术变革。
