DDD(基础篇)

DDD开篇

背景:

作为中台,需要将通用的可复用的业务能力沉淀到中台业务模型,实现企业级能力复用。因此中台面临的首要问题就是中台领域模型的重构。而中台落地时,依然会面临微服务设计和拆分的问题。

微服务到底怎么拆分和设计才算合理,拆多小才叫微服务?微服务的边界历来也是最容易产生争议的地方。

运用 DDD 设计思想实现的微服务边界确实清晰很多,业务领域划分也十分合理。

想应用 DDD,首要任务就是要吃透 DDD 的核心设计思想,搞清楚 DDD、微服务和中台之间的关系。

中台本质是业务模型,微服务是业务模型的系统落地,DDD 是一种设计思想,它可以同时指导中台业务建模和微服务设计,它们之间就是这样的一个铁三角关系。DDD 强调领域模型和微服务设计的一体性,先有领域模型然后才有微服务,而不是脱离领域模型来谈微服务设计。

其次,就是通过战略设计,建立领域模型,划分微服务边界。

最后,通过战术设计,我们会从领域模型转向微服务设计和落地。此时,边界清晰、可持续演进的微服务架构雏形就在你面前了。

学习完的收获:

  1. 了解 DDD 必知必会的 10 大核心概念,深入设计思想,厘清各知识域之间的关系;

  2. 用 DDD 分层架构弄懂微服务架构各层之间的关系,并完成微服务分层和代码模型设计;

  3. 用 DDD 战略设计和事件风暴带你完成领域建模和企业级中台业务建模;

  4. 完整走一遍 DDD 战略设计和战术设计的全流程,学习 DDD 在领域模型和微服务设计过程中的技术要点;

  5. 深化微服务架构设计原则和注意事项,建立适应自己公司技术能力和文化的微服务,建立演进式的微服务架构。

基础篇

1.“微服务设计为什么要选择领域驱动设计?”

软件架构模式的演进

软件架构模式大体来说经历了从单机、集中式到分布式微服务架构三个阶段的演进。随着分布式技术的快速兴起,我们已经进入到了微服务架构时代。

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。

有了这两层边界,微服务的设计就不是什么难事了。

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

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。如果你的业务焦点在领域和领域逻辑,那么你就可以选择 DDD 作为微服务的设计方法!

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。如果你的企业正在做中台转型,DDD 将会是一把利器,它可以帮你建立一个非常好的企业级中台业务模型

总体来说,DDD 可以给你带来以下收获:

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. DDD 的设计思想、原则与模式有助于提高你的架构设计能力。

  5. 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。

  6. DDD 不仅适用于微服务,也适用于传统的单体应用。

2.领域、子域、核心域、通用域和支撑域

如何理解领域和子域?

领域就是用来确定范围的,范围即边界,这也是 DDD 在设计中不断强调边界的原因。

在研究和解决业务问题时,DDD 会按照一定的规则将业务领域进行细分,当领域细分到一定的程度后,DDD 会将问题范围限定在特定的边界内,在这个边界内建立领域模型,进而用代码实现该领域模型,解决相应的业务问题。简言之,DDD 的领域就是这个边界内要解决的业务问题域。

既然领域是用来限定业务边界和范围的,那么就会有大小之分,领域越大,业务范围就越大,反之则相反。

领域可以进一步划分为子领域。我们把划分出来的多个子领域称为子域,每个子域对应一个更小的问题域或更小的业务范围。

保险是个比较大的领域,很早以前的保险核心系统把所有的功能都放在一个系统里来实现,这个系统就是我们常说的单体系统。后来单体系统开始无法适应保险业务的发展,因此保险公司开始了中台转型,引入分布式微服务架构来替换原来的单体系统。而分布式微服务架构就需要划分业务领域边界,建立领域模型,并实现微服务落地了。

为实现保险领域建模和微服务建设,我们可以根据业务关联度以及流程边界将保险领域细分为:承保、收付、再保以及理赔等子域,而承保子域还可以继续细分为投保、保全(寿险)、批改(财险)等子子域。

在投保这个限界上下文内可以建立投保的领域模型,投保的领域模型最后映射到系统就是投保微服务。这就是一个保险领域的细分和微服务的建设过程。

不同行业的业务模型可能会不一样,但领域建模和微服务建设的过程和方法基本类似,其核心思想就是将问题域逐步分解,降低业务理解和系统实现的复杂度。

如何理解核心域、通用域和支撑域?

在领域不断划分的过程中,领域会细分为不同的子域,子域可以根据自身重要性和功能属性划分为三类子域,它们分别是:核心域、通用域和支撑域。

决定产品和公司核心竞争力的子域是核心域,它是业务成功的主要因素和公司的核心竞争力。 没有太多个性化的诉求,同时被多个子域使用的通用功能子域是通用域。 还有一种功能子域是必需的,但既不包含决定产品和公司核心竞争力的功能,也不包含通用功能的子域,它就是支撑域。

三类子域相较之下,核心域是最重要的。通用域和支撑域如果对应到企业系统,举例来说,通用域则是你需要用到的通用系统,比如认证、权限等等,这类应用很容易买到,没有企业特点限制,不需要做太多的定制化。而支撑域则具有企业特性,但不具有通用性,例如数据代码类的数据字典等系统。

那为什么要划分核心域、通用域和支撑域,主要目的是什么呢?

我们将桃树细分为了根、茎、叶、花、果实和种子等六个子域,那桃树是否有核心域?有的话,到底哪个是核心域呢?

不同的人对桃树的理解是不同的。如果这棵桃树生长在公园里,在园丁的眼里,他喜欢的是“人面桃花相映红”的阳春三月,这时花就是桃树的核心域。但如果这棵桃树生长在果园里,对果农来说,他则是希望在丰收的季节收获硕果累累的桃子,这时果实就是桃树的核心域。

在不同的场景下,不同的人对桃树核心域的理解是不同的,因此对桃树的处理方式也会不一样。园丁更关注桃树花期的营养,而果农则更关注桃树落果期的营养,有时为了保证果实的营养供给,还会裁剪掉疯长的茎和叶(通用域或支撑域)。

公司在 IT 系统建设过程中,由于预算和资源有限,对不同类型的子域应有不同的关注度和资源投入策略,记住好钢要用在刀刃上。

很多公司的业务,表面看上去相似,但商业模式和战略方向是存在很大差异的,因此公司的关注点会不一样,在划分核心域、通用域和支撑域时,其结果也会出现非常大的差异。

比如同样都是电商平台的淘宝、天猫、京东和苏宁易购,他们的商业模式是不同的。淘宝是 C2C 网站,个人卖家对个人买家,而天猫、京东和苏宁易购则是 B2C 网站,是公司卖家对个人买家。即便是苏宁易购与京东都是 B2C 的模式,他们的商业模式也是不一样的,苏宁易购是典型的传统线下卖场转型成为电商,京东则是直营加部分平台模式。

商业模式的不同会导致核心域划分结果的不同。有的公司核心域可能在客户服务,有的可能在产品质量,有的可能在物流。在公司领域细分、建立领域模型和系统建设时,我们就要结合公司战略重点和商业模式,找到核心域了,且重点关注核心域。

如果你的公司刚好有意向转型微服务架构的话,我建议你和你的技术团队要将核心域的建设排在首位,最好是有绝对的掌控能力和自主研发能力,如果资源实在有限的话,可以在支撑域或者通用域上想想办法,暂时采用外购的方式也未尝不可。

总结

领域的核心思想就是将问题域逐级细分,来降低业务理解和系统实现的复杂度。通过领域细分,逐步缩小微服务需要解决的问题域,构建合适的领域模型,而领域模型映射成系统就是微服务了。

核心域、支撑域和通用域的主要目标是:通过领域划分,区分不同子域在公司内的不同功能属性和重要性,从而公司可对不同子域采取不同的资源投入和建设策略,其关注度也会不一样。

3.限界上下文:定义领域边界的利器

通用语言定义上下文含义,限界上下文则定义领域边界,以确保每个上下文含义在它特定的边界内都具有唯一的含义,领域模型则存在于这个边界之内。

  1. 为什么要提出限界上下文的概念(也就是说除了解决交流障碍这个广义的原因,还有更具体的吗)?

  2. 限界上下文在微服务设计中的作用和意义是什么?

什么是通用语言?

在事件风暴过程中,通过团队交流达成共识的,能够简单、清晰、准确描述业务涵义和规则的语言就是通用语言。也就是说,通用语言是团队统一的语言,不管你在团队中承担什么角色,在同一个领域的软件生命周期里都使用统一的语言进行交流。

通用语言的价值也就很明了了,它可以解决交流障碍这个问题,使领域专家和开发人员能够协同合作,从而确保业务需求的正确表达。

通用语言包含术语和用例场景并且能够直接反映在代码中。通用语言中的名词可以给领域对象命名,如商品、订单等,对应实体对象;而动词则表示一个动作或事件,如商品已下单、订单已付款等,对应领域事件或者命令。

通用语言贯穿 DDD 的整个设计过程。作为项目团队沟通和协商形成的统一语言,基于它,你就能够开发出可读性更好的代码,将业务需求准确转化为代码设计。

从事件风暴建立通用语言到领域对象设计和代码落地的完整过程。

1.事件风暴—> 2.领域故事分析—> 3.提取领域对象—> 4.领域对象与代码模型映射—> 5.代码落地

  1. 在事件风暴的过程中,领域专家会和设计、开发人员一起建立领域模型,在领域建模的过程中会形成通用的业务术语和用户故事。事件风暴也是一个项目团队统一语言的过程。

  2. 通过用户故事分析会形成一个个的领域对象,这些领域对象对应领域模型的业务对象,每一个业务对象和领域对象都有通用的名词术语,并且一一映射。

  3. 微服务代码模型来源于领域模型,每个代码模型的代码对象跟领域对象一一对应。

设计过程中我们可以用一些表格,来记录事件风暴和微服务设计过程中产生的领域对象及其属性。比如,领域对象在 DDD 分层架构中的位置、属性、依赖关系以及与代码模型对象的映射关系等。

微服务设计实例部分数据.png

DDD 分析和设计过程中的每一个环节都需要保证限界上下文内术语的统一,在代码模型设计的时侯就要建立领域对象和代码对象的一一映射,从而保证业务模型和代码模型的一致,实现业务语言与代码语言的统一。

做到了这一点,也就是建立了领域对象和代码对象的映射关系,那就可以指导软件开发人员准确无误地按照设计文档完成微服务开发了。即使是不熟悉代码的业务人员,也可以很快找到代码的位置。

什么是限界上下文?

通用语言也有它的上下文环境。为了避免同样的概念或语义在不同的上下文环境中产生歧义,DDD 在战略设计上提出了“限界上下文”这个概念,用来确定语义所在的领域边界。

将限界上下文拆解为两个词:限界和上下文。限界就是领域的边界,而上下文则是语义环境。通过领域的限界上下文,我们就可以在统一的领域边界内用统一的语言进行交流。

限界上下文的定义就是:用来封装通用语言和领域对象,提供上下文环境,保证在领域之内的一些术语、业务相关对象等(通用语言)有一个确切的含义,没有二义性。这个边界定义了模型的适用范围,使团队所有成员能够明确地知道什么应该在模型中实现,什么不应该在模型中实现。

进一步理解限界上下文

语言离不开它的语义环境。

而业务的通用语言就有它的业务边界,我们不大可能用一个简单的术语没有歧义地去描述一个复杂的业务领域。限界上下文就是用来细分领域,从而定义通用语言所在的边界。

用一个保险领域的例子来说明下术语的边界。保险业务领域有投保单、保单、批单、赔案等保险术语,它们分别应用于保险的不同业务流程。

  1. 客户投保时,业务人员记录投保信息,系统对应有投保单实体对象。

  2. 缴费完成后,业务人员将投保单转为保单,系统对应有保单实体对象,保单实体与投保单实体关联。

  3. 如客户需要修改保单信息,保单变为批单,系统对应有批单实体对象,批单实体与保单实体关联。

  4. 如果客户发生理赔,生成赔案,系统对应有报案实体对象,报案实体对象与保单或者批单实体关联。

投保单、保单、批单、赔案等,这些术语虽然都跟保单有关,但不能将保单这个术语作用在保险全业务领域。因为术语有它的边界,超出了边界理解上就会出现问题。

正如电商领域的商品一样,商品在不同的阶段有不同的术语,在销售阶段是商品,而在运输阶段则变成了货物。同样的一个东西,由于业务领域的不同,赋予了这些术语不同的涵义和职责边界,这个边界就可能会成为未来微服务设计的边界。

领域边界就是通过限界上下文来定义的。

限界上下文和微服务的关系

车险承保的流程包含了投保、缴费、出单等几个主要流程。如果出险了还会有报案、查勘、定损、理算等理赔流程。

保险领域被拆分为:投保、支付、保单管理和理赔四个子域。

子域还可根据需要进一步拆分为子子域,比如,支付子域可继续拆分为收款和付款子子域。拆到一定程度后,有些子子域的领域边界就可能变成限界上下文的边界了。

子域可能会包含多个限界上下文,如理赔子域就包括报案、查勘和定损等多个限界上下文(限界上下文与理赔的子子域领域边界重合)。也有可能子域本身的边界就是限界上下文边界,如投保子域。

每个领域模型都有它对应的限界上下文,团队在限界上下文内用通用语言交流。领域内所有限界上下文的领域模型构成整个领域的领域模型。

理论上限界上下文就是微服务的边界。我们将限界上下文内的领域模型映射到微服务,就完成了从问题域到软件的解决方案。

限界上下文是微服务设计和拆分的主要依据。在领域模型中,如果不考虑技术异构、团队沟通等其它外部因素,一个限界上下文理论上就可以设计为一个微服务。

思考:除了理论,微服务的拆分还是有很多限制因素的,在设计中不宜过度拆分。那这个度怎么把握好呢?

总结

通用语言确定了项目团队内部交流的统一语言,而这个语言所在的语义环境则是由限界上下文来限定的,以确保语义的唯一性。

而领域专家、架构师和开发人员的主要工作就是通过事件风暴来划分限界上下文。限界上下文确定了微服务的设计和拆分方向,是微服务设计和拆分的主要依据。如果不考虑技术异构、团队沟通等其它外部因素,一个限界上下文理论上就可以设计为一个微服务。

限界上下文在微服务设计中具有很重要的意义,如果限界上下文的方向偏离,那微服务的设计结果也就可想而知了。因此,我们只有理解了限界上下文的真正涵义以及它在微服务设计中的作用,才能真正发挥 DDD 的价值,这是基础也是前提。

4.实体和值对象:从领域模型的基础单元看系统设计

实体和值对象:都是领域模型中的领域对象。

在领域模型中起什么作用,战术设计时如何将它们映射到代码和数据模型中去?

在战略设计向战术设计过渡的这个过程中,理解和区分实体和值对象在不同阶段的形态是很重要的,毕竟阶段不同,它们的形态也会发生变化,这与我们的设计和代码实现密切相关。

实体

拥有唯一标识符,且标识符在历经各种状态变更后仍能保持一致。对这些对象而言,重要的不是其属性,而是其延续性和标识,对象的延续性和标识会跨越甚至超出软件的生命周期。我们把这样的对象称为实体。

1. 实体的业务形态

在 DDD 不同的设计过程中,实体的形态是不同的。在战略设计时,实体是领域模型的一个重要对象。领域模型中的实体是多个属性、操作或行为的载体。在事件风暴中,我们可以根据命令、操作或者事件,找出产生这些行为的业务实体对象,进而按照一定的业务规则将依存度高和业务关联紧密的多个实体对象和值对象进行聚类,形成聚合。你可以这么理解,实体和值对象是组成领域模型的基础单元。

2. 实体的代码形态

在代码模型中,实体的表现形式是实体类,这个类包含了实体的属性和方法,通过这些方法实现实体自身的业务逻辑。这些实体类通常采用充血模型,与这个实体相关的所有业务逻辑都在实体类的方法中实现,跨多个实体的领域逻辑则在领域服务中实现。

3. 实体的运行形态

实体以 DO(领域对象)的形式存在,每个实体对象都有唯一的 ID。我们可以对一个实体对象进行多次修改,修改后的数据和原来的数据可能会大不相同。但是,由于它们拥有相同的 ID,它们依然是同一个实体。比如商品是商品上下文的一个实体,通过唯一的商品 ID 来标识,不管这个商品的数据如何变化,商品的 ID 一直保持不变,它始终是同一个商品。

4. 实体的数据库形态

与传统数据模型设计优先不同,DDD 是先构建领域模型针对实际业务场景构建实体对象和行为再将实体对象映射到数据持久化对象。

在领域模型映射到数据模型时,一个实体可能对应 0 个、1 个或者多个数据库持久化对象。大多数情况下实体与持久化对象是一对一。某些场景中,有些实体只是暂驻静态内存的一个运行态实体,它不需要持久化。比如,基于多个价格配置数据计算后生成的折扣实体。

有些复杂场景下,实体与持久化对象则可能是一对多或者多对一的关系。比如:用户 user 与角色 role 两个持久化对象可生成权限实体,一个实体对应两个持久化对象,这是一对多的场景。再比如,有些场景为了避免数据库的联表查询,提升系统性能,会将客户信息 customer 和账户信息 account 两类数据保存到同一张数据库表中,客户和账户两个实体可根据需要从一个持久化对象中生成,这就是多对一的场景。

值对象

通过对象属性值来识别的对象,它将多个相关属性组合为一个概念整体。在 DDD 中用来描述领域的特定方面,并且是一个没有标识符的对象,叫作值对象。

值对象描述了领域中的一件东西,这个东西是不可变的,它将不同的相关属性组合成了一个概念整体。当度量和描述改变时,可以用另外一个值对象予以替换。它可以和其它值对象进行相等性比较,且不会对协作对象造成副作用。

值对象本质上就是一个集。那这个集合里面有什么呢?若干个用于描述目的、具有整体概念和不可修改的属性。在领域建模的过程中,值对象可以保证属性归类的清晰和概念的完整性,避免属性零碎。

领域模型:
人员:ID、名字、年龄、性别、地址
互相引用
地址:省、市、县、街道

数据模型:
人员:ID、名字、年龄、性别、地址相关属性[省、市、县、街道]

人员实体原本包括:姓名、年龄、性别以及人员所在的省、市、县和街道等属性。

现在,我们可以将“省、市、县和街道等属性”拿出来构成一个“地址属性集合”,这个集合就是值对象了。

1. 值对象的业务形态

值对象是 DDD 领域模型中的一个基础对象,它跟实体一样都来源于事件风暴所构建的领域模型,都包含了若干个属性,它与实体一起构成聚合。

实体是看得到、摸得着的实实在在的业务对象,实体具有业务属性、业务行为和业务逻辑。而值对象只是若干个属性的集合,只有数据初始化操作和有限的不涉及修改数据的行为,基本不包含业务逻辑。值对象的属性集虽然在物理上独立出来了,但在逻辑上它仍然是实体属性的一部分,用于描述实体的特征。

在值对象中也有部分共享的标准类型的值对象,它们有自己的限界上下文,有自己的持久化对象,可以建立共享的数据类微服务,比如数据字典。

2. 值对象的代码形态

如果值对象是单一属性,则直接定义为实体类的属性;如果值对象是属性集合,则把它设计为 Class 类,Class 将具有整体概念的多个属性归集到属性集合,这样的值对象没有 ID,会被实体整体引用。

下面这段代码,person 这个实体有若干个单一属性的值对象,比如 Id、name 等属性;同时它也包含多个属性的值对象,比如地址 address。

public class Person{
 public String id;//值对象 人员唯一主键
 public String name;//单一属性值对象
 public int age;//单一属性值对象
 public boolean gender;//单一属性值对象
 public Address address;//属性集值对象,被实体引用
}
public class Address {//值对象 无主键ID
 public String province;//值对象
 public String city;//值对象
 public String county;//值对象
 public String street;//值对象
}
3. 值对象的运行形态

实体实例化后的 DO 对象的业务属性和业务行为非常丰富,但值对象实例化的对象则相对简单和乏味。除了值对象数据初始化和整体替换的行为外,其它业务行为就很少了。

值对象嵌入到实体的话,有这样两种不同的数据格式,分别是属性嵌入的方式和序列化大对象的方式。

引用单一属性的值对象或只有一条记录的多属性值对象的实体,可以采用属性嵌入的方式嵌入。引用一条或多条记录的多属性值对象的实体,可以采用序列化大对象的方式嵌入。比如,人员实体可以有多个通讯地址,多个地址序列化后可以嵌入人员的地址属性。值对象创建后就不允许修改了,只能用另外一个值对象来整体替换。

案例 1:以属性嵌入的方式形成的人员实体对象,地址值对象直接以属性值嵌入人员实体中。

通讯地址 通讯地址 通讯地址 通讯地址
id name age gender province city county street
1 张三 30 陕西省 西安市 周至县 水街11号

案例 2:以序列化大对象的方式形成的人员实体对象,地址值对象被序列化成大对象 Json 串后,嵌入人员实体中。

id name age gender Address
1 张三 30 { "address": { "province":"陕西省", "city":"西安市", "county":"周至县", "street":"水街11号" } }
4. 值对象的数据库形态

DDD 引入值对象是希望实现从“数据建模为中心”向“领域建模为中心”转变,减少数据库表的数量和表与表之间复杂的依赖关系,尽可能地简化数据库设计,提升数据库性能。

如何理解用值对象来简化数据库设计呢?

传统的数据建模大多是根据数据库范式设计的,每一个数据库表对应一个实体,每一个实体的属性值用单独的一列来存储,一个实体主表会对应 N 个实体从表。而值对象在数据库持久化方面简化了设计,它的数据库设计大多采用非数据库范式,值对象的属性值和实体对象的属性值保存在同一个数据库实体表中。

还是基于上述人员和地址那个场景,实体和数据模型设计通常有两种解决方案:第一是把地址值对象的所有属性都放到人员实体表中,创建人员实体,创建人员数据表;第二是创建人员和地址两个实体,同时创建人员和地址两张表。

第一个方案会破坏地址的业务涵义和概念完整性,第二个方案增加了不必要的实体和表,需要处理多个实体和表的关系,从而增加了数据库设计的复杂性。

那到底应该怎样设计,才能让业务含义清楚,同时又不让数据库变得复杂呢?

综合这两个方案的优势,扬长避短。在领域建模时,我们可以把地址作为值对象,人员作为实体,这样就可以保留地址的业务涵义和概念完整性。而在数据建模时,我们可以将地址的属性值嵌入人员实体数据库表中,只创建人员数据库表。既可以兼顾业务含义和表达,又不增加数据库的复杂度

值对象就是通过这种方式,简化了数据库设计,总结一下:在领域建模时,我们可以将部分对象设计为值对象,保留对象的业务涵义,同时又减少了实体的数量;在数据建模时,我们可以将值对象嵌入实体,减少实体表的数量,简化数据库设计。

有人提出:要想发挥对象的威力,就需要优先做领域建模,弱化数据库的作用,只把数据库作为一个保存数据的仓库即可。即使违反数据库设计原则,也不用大惊小怪,只要业务能够顺利运行,就没什么关系。

5. 值对象的优势和局限

值对象是一把双刃剑,它的优势是可以简化数据库设计,提升数据库性能。但如果值对象使用不当,它的优势就会很快变成劣势。你需要理解值对象真正适合的场景。

值对象采用序列化大对象的方法简化了数据库设计,减少了实体表的数量,可以简单、清晰地表达业务概念。这种设计方式虽然降低了数据库设计的复杂度,但却无法满足基于值对象的快速查询,会导致搜索值对象属性值变得异常困难。

值对象采用属性嵌入的方法提升了数据库的性能,但如果实体引用的值对象过多,则会导致实体堆积一堆缺乏概念完整性的属性,这样值对象就会失去业务涵义,操作起来也不方便。

如果在你的业务场景中,值对象的这些劣势都可以避免掉,那就请放心大胆地使用值对象吧。

实体和值对象的关系

实体和值对象是微服务底层的最基础的对象,一起实现实体最基本的核心领域逻辑。

值对象在某些场景下有很好的价值,但是并不是所有的场景都适合值对象。你需要根据团队的设计和开发习惯,以及上面的优势和局限分析,选择最适合的方法。

DDD 引入值对象还有一个重要的原因,就是到底领域建模优先还是数据建模优先?

DDD 提倡从领域模型设计出发,而不是先设计数据模型。

传统的数据模型设计通常是一个表对应一个实体,一个主表关联多个从表,当实体表太多的时候就很容易陷入无穷无尽的复杂的数据库设计,领域模型就很容易被数据模型绑架。可以说,值对象的诞生,在一定程度上,和实体是互补的。

在领域模型中人员是实体,地址是值对象,地址值对象被人员实体引用。在数据模型设计时,地址值对象可以作为一个属性集整体嵌入人员实体中;也可以以序列化大对象的形式加入到人员的地址属性中。

同样的对象在不同的场景下,可能会设计出不同的结果。

视情况而定:

有些场景中,地址会被某一实体引用,它只承担描述实体的作用,并且它的值只能整体替换,这时候你就可以将地址设计为值对象,比如收货地址。而在某些业务场景中,地址会被经常修改,地址是作为一个独立对象存在的,这时候它应该设计为实体,比如行政区划中的地址信息维护。

总结

实体和值对象在 DDD 不同设计阶段的形态,以及它们从战略设计向战术设计演进过程中的设计方法。

这个过程是从业务模型向系统模型落地的过程。很多时候需要结合自己的业务场景,选择合适的方法来进行微服务设计。强调一点,我们不避讳传统的设计方法,毕竟适合自己的才是最好的。

5.聚合和聚合根:怎样设计聚合?

聚合(Aggregate)和聚合根(AggregateRoot)。

事件风暴中,我们会根据一些业务操作和行为找出实体(Entity)或值对象(ValueObject),进而将业务关联紧密的实体和值对象进行组合,构成聚合,再根据业务语义将多个聚合划定到同一个限界上下文(Bounded Context)中,并在限界上下文内完成领域建模。

聚合

在 DDD 中,实体和值对象是很基础的领域对象。实体一般对应业务对象,它具有业务属性和业务行为;而值对象主要是属性集合,对实体的状态和特征进行描述。但实体和值对象都只是个体化的对象,它们的行为表现出来的是个体的能力。

那聚合在其中起什么作用呢?

领域模型内的实体和值对象就好比个体,而能让实体和值对象协同工作的组织就是聚合,它用来确保这些领域对象在实现共同的业务逻辑时,能保证数据的一致性。

聚合就是由业务和逻辑紧密关联的实体和值对象组合而成的,聚合是数据修改和持久化的基本单元,每一个聚合对应一个仓储,实现数据的持久化。

聚合有一个聚合根和上下文边界,这个边界根据业务单一职责和高内聚原则,定义了聚合内部应该包含哪些实体和值对象,而聚合之间的边界是松耦合的。按照这种方式设计出来的微服务很自然就是“高内聚、低耦合”的。

聚合在 DDD 分层架构里属于领域层,领域层包含了多个聚合,共同实现核心业务逻辑。聚合内实体以充血模型实现个体业务能力,以及业务逻辑的高内聚。跨多个实体的业务逻辑通过领域服务来实现,跨多个聚合的业务逻辑通过应用服务来实现。

聚合根

聚合根的主要目的是为了避免由于复杂数据模型缺少统一的业务规则控制,而导致聚合、实体之间数据不一致性的问题。

传统数据模型中的每一个实体都是对等的,如果任由实体进行无控制地调用和数据修改,很可能会导致实体之间数据逻辑的不一致。而如果采用锁的方式则会增加软件的复杂度,也会降低系统的性能。

如果把聚合比作组织,那聚合根就是这个组织的负责人。聚合根也称为根实体,它不仅是实体,还是聚合的管理者。

首先它作为实体本身,拥有实体的属性和业务行为,实现自身的业务逻辑。

其次它作为聚合的管理者,在聚合内部负责协调实体和值对象按照固定的业务规则协同完成共同的业务逻辑。

最后在聚合之间,它还是聚合对外的接口人,以聚合根 ID 关联的方式接受外部任务和请求,在上下文内实现聚合之间的业务协同。也就是说,聚合之间通过聚合根 ID 关联引用,如果需要访问其它聚合的实体,就要先访问聚合根,再导航到聚合内部实体,外部对象不能直接访问聚合内实体。

怎样设计聚合?

DDD 领域建模通常采用事件风暴,它通常采用用例分析、场景分析和用户旅程分析等方法,通过头脑风暴列出所有可能的业务行为和事件,然后找出产生这些行为的领域对象,并梳理领域对象之间的关系,找出聚合根,找出与聚合根业务紧密关联的实体和值对象,再将聚合根、实体和值对象组合,构建聚合。

以保险的投保业务场景为例,看一下聚合的构建过程主要都包括哪些步骤。

第 1 步:采用事件风暴,根据业务行为,梳理出在投保过程中发生这些行为的所有的实体和值对象,比如投保单、标的、客户、被保人等等。

第 2 步:从众多实体中选出适合作为对象管理者的根实体,也就是聚合根。判断一个实体是否是聚合根,你可以结合以下场景分析:是否有独立的生命周期?是否有全局唯一 ID?是否可以创建或修改其它对象?是否有专门的模块来管这个实体。图中的聚合根分别是投保单和客户实体。

第 3 步:根据业务单一职责和高内聚原则,找出与聚合根关联的所有紧密依赖的实体和值对象。构建出 1 个包含聚合根(唯一)、多个实体和值对象的对象集合,这个集合就是聚合。在图中我们构建了客户和投保这两个聚合。

第 4 步:在聚合内根据聚合根、实体和值对象的依赖关系,画出对象的引用和依赖模型。这里我需要说明一下:投保人和被保人的数据,是通过关联客户 ID 从客户聚合中获取的,在投保聚合里它们是投保单的值对象,这些值对象的数据是客户的冗余数据,即使未来客户聚合的数据发生了变更,也不会影响投保单的值对象数据。从图中我们还可以看出实体之间的引用关系,比如在投保聚合里投保单聚合根引用了报价单实体,报价单实体则引用了报价规则子实体。

第 5 步:多个聚合根据业务语义和上下文一起划分到同一个限界上下文内。

DDD-聚合构建过程.png

这就是一个聚合诞生的完整过程了。

聚合的一些设计原则

1. 在一致性边界内建模真正的不变条件。聚合用来封装真正的不变性,而不是简单地将对象组合在一起。聚合内有一套不变的业务规则,各实体和值对象按照统一的业务规则运行,实现对象数据的一致性,边界之外的任何东西都与该聚合无关,这就是聚合能实现业务高内聚的原因。

2. 设计小聚合。如果聚合设计得过大,聚合会因为包含过多的实体,导致实体之间的管理过于复杂,高频操作时会出现并发冲突或者数据库锁,最终导致系统可用性变差。而小聚合设计则可以降低由于业务过大导致聚合重构的可能性,让领域模型更能适应业务的变化。

3. 通过唯一标识引用其它聚合。聚合之间是通过关联外部聚合根 ID 的方式引用,而不是直接对象引用的方式。外部聚合的对象放在聚合边界内管理,容易导致聚合的边界不清晰,也会增加聚合之间的耦合度。

4. 在边界之外使用最终一致性。聚合内数据强一致性,而聚合之间数据最终一致性。在一次事务中,最多只能更改一个聚合的状态。如果一次业务操作涉及多个聚合状态的更改,应采用领域事件的方式异步修改相关的聚合,实现聚合之间的解耦。

5. 通过应用层实现跨聚合的服务调用。为实现微服务内聚合之间的解耦,以及未来以聚合为单位的微服务组合和拆分,应避免跨聚合的领域服务调用和跨聚合的数据库表关联。

这些原则是 DDD 的一些通用的设计原则。但:“适合自己的才是最好的。”系统设计过程时,一定要考虑项目的具体情况,如果面临使用的便利性、高性能要求、技术能力缺失和全局事务管理等影响因素,这些原则也并不是不能突破的,总之一切以解决实际问题为出发点。

总结

聚合的特点:高内聚、低耦合,它是领域模型中最底层的边界,可以作为拆分微服务的最小单位,但我不建议你对微服务过度拆分。但在对性能有极致要求的场景中,聚合可以独立作为一个微服务,以满足版本的高频发布和极致的弹性伸缩能力。

一个微服务可以包含多个聚合,聚合之间的边界是微服务内天然的逻辑边界。有了这个逻辑边界,在微服务架构演进时就可以以聚合为单位进行拆分和组合了,微服务的架构演进也就不再是一件难事了。

聚合根的特点:聚合根是实体,有实体的特点,具有全局唯一标识,有独立的生命周期。一个聚合只有一个聚合根,聚合根在聚合内对实体和值对象采用直接对象引用的方式进行组织和协调,聚合根与聚合根之间通过 ID 关联的方式实现聚合之间的协同。

实体的特点:有 ID 标识,通过 ID 判断相等性,ID 在聚合内唯一即可。状态可变,它依附于聚合根,其生命周期由聚合根管理。实体一般会持久化,但与数据库持久化对象不一定是一对一的关系。实体可以引用聚合内的聚合根、实体和值对象。

值对象的特点:无 ID,不可变,无生命周期,用完即扔。值对象之间通过属性值判断相等性。它的核心本质是值,是一组概念完整的属性组成的集合,用于描述实体的状态和特征。值对象尽量只引用值对象。

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