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引言
看標(biāo)題感覺這個(gè)東西很理論，比起“高并發(fā)、多線程”、“分布式CAP、一致性、Paxos”、“高可用SLA”等具體的干貨技術(shù)點(diǎn)，軟件體系知識顯得很“濕”，似乎人人都有自己的認(rèn)識，但又很少有人能說完整，有一點(diǎn)可以確定的是，如果你未來需要獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中臺，并使之未來能快速應(yīng)對各種需求變化的話，科學(xué)合理的領(lǐng)域劃分和邊界界定需要我們“處女座級”的堅(jiān)持下去，這對防止人力失控、減少項(xiàng)目爛尾很有幫助。合理的界定了邊界后，即便某個(gè)微服務(wù)很糟糕，也可以就輸入輸出以很少的人力投入進(jìn)行重構(gòu)，相反的就是牽一發(fā)而動全身，加上業(yè)務(wù)需求頻繁而來，很容易爛尾或是達(dá)不到如期的效果。
其實(shí)很多技術(shù)大神都是某一個(gè)技術(shù)點(diǎn)的好手，但可能在整體軟件體系上思考并不多，每個(gè)人都有自己的設(shè)計(jì)方法，大部分容易想到的設(shè)計(jì)方法處理一般的系統(tǒng)已經(jīng)夠了，后面發(fā)生問題慢慢打補(bǔ)丁就行了，當(dāng)我們面對各種需求變化陷入開發(fā)困境的時(shí)候我們就該想想了，咱們系統(tǒng)的體系設(shè)計(jì)上是否出了問題？
本文不打算涉及領(lǐng)域建模和設(shè)計(jì)模式等代碼級別的詳述，而是探討如何將一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)進(jìn)行分層和拆分，這是設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)美系統(tǒng)的第一步，相信對各BU同事們快速搭建系統(tǒng)中臺也是很有參考意義的。文中的一些例子大家也可能遇到過，大家如果在開發(fā)中遇到困境，可以多來圈子交流和發(fā)表問題，大家一起學(xué)習(xí)進(jìn)步。大概知道內(nèi)容背景的可以直接跳到第3部分。想了解一個(gè)大項(xiàng)目如何進(jìn)行科學(xué)人員安排的可以直接看5.4部分。如果你的組里還有人把數(shù)據(jù)庫模型當(dāng)接口契約用，可以建議他看下5.1部分。假如你在開發(fā)過程中遇到一些別人的開發(fā)設(shè)計(jì)習(xí)慣，你覺得不是很好，但是又不知道如何說服他，都可以到評論區(qū)聊聊，大家一起討論討論。
1.摘要
本文闡述了一種將分層設(shè)計(jì)和DDD領(lǐng)域設(shè)計(jì)思想應(yīng)用于微服務(wù)體系架構(gòu)的方案實(shí)踐，也是個(gè)人的最佳實(shí)踐。對于大部分互聯(lián)網(wǎng)公司來說，我們主張將其Web服務(wù)架構(gòu)分為五層：基礎(chǔ)設(shè)施層、領(lǐng)域服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層、網(wǎng)關(guān)層和用戶界面層（表示層）。
領(lǐng)域服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層均可以采用微服務(wù)設(shè)計(jì)進(jìn)行拆分，其中領(lǐng)域服務(wù)層將按照DDD領(lǐng)域設(shè)計(jì)進(jìn)行領(lǐng)域劃分，設(shè)計(jì)為一個(gè)個(gè)領(lǐng)域模塊微服務(wù)，每個(gè)微服務(wù)高度內(nèi)聚，僅關(guān)注自己的業(yè)務(wù)，領(lǐng)域服務(wù)間通過接口調(diào)用進(jìn)行松耦合。這種設(shè)計(jì)方案可以大大簡化大系統(tǒng)，并且在后期的維護(hù)中優(yōu)勢會日漸凸顯，然而把大系統(tǒng)分而治之拆成微服務(wù)同時(shí)也對架構(gòu)師和開發(fā)人員提出了更高的要求。
第2部分介紹了相關(guān)背景，接著第3部分探討了分層設(shè)計(jì)以及每一層的功能，第4部分結(jié)合微服務(wù)和DDD對領(lǐng)域服務(wù)層進(jìn)行服務(wù)模塊劃分和設(shè)計(jì)。第5部分則就分層設(shè)計(jì)和DDD領(lǐng)域設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行了整理。
2.背景介紹
想寫這樣一篇文章很久了，雖然本科學(xué)的是軟件工程，但礙于自己能力有限，從08年寫代碼以來一直斷斷續(xù)續(xù)的思考，始終對項(xiàng)目模塊設(shè)計(jì)和分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有一個(gè)可以讓自己覺得滿意且無糾結(jié)點(diǎn)的答案，假設(shè)了某個(gè)設(shè)計(jì)，很快在實(shí)踐中又會發(fā)現(xiàn)其存在著一些問題。直到2014年畢業(yè)工作了解了DDD領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)后，才有了相對清晰的方向。實(shí)際上早在2004年，Eric Envas的《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對之道》就已出版，畢竟軟件開發(fā)自計(jì)算機(jī)普及以來已經(jīng)存在很長一段時(shí)間了，早期國外程序員對軟件開發(fā)理論的研究也十分興盛，如今成熟后反而研究的相對少了，基本上依葫蘆畫瓢即可。
DDD領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)對軟件設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的人員都有較高的要求,用《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)》一書的話來說它需要一個(gè)“領(lǐng)域驅(qū)動團(tuán)隊(duì)”[1]，它要求從分析階段，產(chǎn)品經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理、架構(gòu)師以及開發(fā)工程師就使用統(tǒng)一的模型語言（Ubiquitous Language）來進(jìn)行溝通，并且他們都懂一些代碼、產(chǎn)品和建模相關(guān)的知識，事實(shí)上這在國內(nèi)很難實(shí)施，國內(nèi)的產(chǎn)品經(jīng)理約等于需求整理工，對其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的要求是少之又少，在我所從事的公司里，也曾發(fā)生過產(chǎn)品經(jīng)理直接指導(dǎo)開發(fā)，以至于后面雙方理解的同一個(gè)詞有著不同含義的情況。所以本文不打算去闡述DDD領(lǐng)域內(nèi)部建模代碼級別的實(shí)踐，甚至本文并不認(rèn)為貧血模型是不好的，本文主要探討領(lǐng)域之間的劃分和分層設(shè)計(jì)，正如引言說提到的，這是設(shè)計(jì)優(yōu)美系統(tǒng)的第一步。另外提一句：其實(shí)合理設(shè)計(jì)的微服務(wù)體系中的服務(wù)本身就是功能單一邊界清晰的小應(yīng)用，屆時(shí)貧血也好、DDD領(lǐng)域建模也好，其實(shí)都可以勝任。
近年來，隨著分布式的發(fā)展，傳統(tǒng)中小型機(jī)集中式服務(wù)器已經(jīng)不在流行，所以微服務(wù)體系也成為了各大互聯(lián)網(wǎng)公司主流的選擇。直觀的感受下微服務(wù)和DDD兩者，似乎一個(gè)是微系統(tǒng)，另一個(gè)則是大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，似乎兩者天生互斥，微服務(wù)化的小系統(tǒng)也用不著DDD，其實(shí)并不是，DDD是針對整個(gè)復(fù)雜的軟件解決方案的一種科學(xué)設(shè)計(jì)方法，微服務(wù)化也是把復(fù)雜的大系統(tǒng)拆分為小系統(tǒng)，方便維護(hù)和管理，所以兩者都有一個(gè)特點(diǎn)——為復(fù)雜的大系統(tǒng)服務(wù)。下面咱們就來探討下，如何把DDD的領(lǐng)域設(shè)計(jì)和其主張的分層設(shè)計(jì)應(yīng)用到微服務(wù)體系架構(gòu)中。需要說明的是本文主要是個(gè)人多年來的一點(diǎn)總結(jié)，未必適合所有場景，有更好通用性更為廣泛的方案請不吝賜教。
3.分層設(shè)計(jì)
準(zhǔn)確的說分層設(shè)計(jì)（Layered Architecture）跟DDD沒有必然的聯(lián)系，我最早接觸分層設(shè)計(jì)是在攜程網(wǎng)，當(dāng)時(shí)內(nèi)部使用的應(yīng)該只是簡單的業(yè)務(wù)層（Biz）和表示層，數(shù)據(jù)庫訪問之類的也是放在各自的業(yè)務(wù)包下的。后來接觸和學(xué)習(xí)了《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對之道》，書的第4章“分離領(lǐng)域”中說到了四層分層設(shè)計(jì)，即：基礎(chǔ)設(shè)施層、領(lǐng)域?qū)?、?yīng)用層和用戶界面層（表示層）。DDD產(chǎn)生的年代微服務(wù)還未流行，當(dāng)時(shí)甚至基于瀏覽器的Web應(yīng)用都比較少，更多的是PC軟件和EJB等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，所以作者更多的是想表達(dá)對復(fù)雜系統(tǒng)的邏輯分層，并不在意每個(gè)領(lǐng)域是單獨(dú)的系統(tǒng)還是一個(gè)軟件系統(tǒng)內(nèi)不同的模塊。
所以為了跟其做區(qū)分，我們建議的四層為在其基礎(chǔ)上引入“服務(wù)”兩個(gè)字，即：基礎(chǔ)設(shè)施層、領(lǐng)域服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層和用戶界面層。這樣做的意圖是讓開發(fā)人員立刻可以了解到——每個(gè)領(lǐng)域模塊即一個(gè)微服務(wù)（一個(gè)領(lǐng)域可以對應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)模塊Module）。摘要中提到我們主張的分層體系中還有一個(gè)層，即網(wǎng)關(guān)層，這又是什么鬼呢。剛剛提到的DDD的時(shí)代背景，PC軟件系統(tǒng)或者企業(yè)內(nèi)部使用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)是根本沒有網(wǎng)關(guān)層（有也是網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備）這一說的，而現(xiàn)如今互聯(lián)網(wǎng)公司產(chǎn)品的輸出形式無外乎Web應(yīng)用（網(wǎng)站、或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)），并且為了更好的適配PC站和App，一般會采用前后端分離的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，這時(shí)候會產(chǎn)生一個(gè)需求——內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)如何把自己的服務(wù)輸出到互聯(lián)網(wǎng)上，供外部系統(tǒng)或者瀏覽器網(wǎng)頁訪問。最直接的方式就是把應(yīng)用層直接暴露在公網(wǎng)上，但我們不建議這么做，應(yīng)用層服務(wù)更多的是關(guān)注業(yè)務(wù)應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)級的系統(tǒng)安全性（防DDOS、釣魚、跨域等）、請求監(jiān)控等缺乏考慮，這些工作交給網(wǎng)關(guān)層統(tǒng)一管理會輕松很多（比如淘寶的TOP平臺）。
這時(shí)候我們在Web應(yīng)用系統(tǒng)中引入網(wǎng)關(guān)層用于銜接表示層和應(yīng)用層 ，因?yàn)檫@樣可以更好的劃分各層的職能。網(wǎng)關(guān)層也可以看作是應(yīng)用服務(wù)層的對外包裝層。如果一定要把網(wǎng)關(guān)層做到應(yīng)用服務(wù)層里理論上也是可行的，比如針對于Spring Cloud這種框架下的微服務(wù)體系，可以考慮直接暴露應(yīng)用層，只需輔助一些運(yùn)維手段進(jìn)行統(tǒng)一的安全驗(yàn)證和監(jiān)控即可。假設(shè)我們選擇引入網(wǎng)關(guān)層，那么我們就得到了以下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)分層體系：
其中，各層的職能和作用為[2]：
- 用戶界面層：負(fù)責(zé)向用戶顯示和解釋用戶指令。這里指的用戶可以是另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不一定是使用用戶界面的人（比如外部應(yīng)用調(diào)用對應(yīng)接口）。在全系統(tǒng)的視角看，通常情況下，這里指的是前端，但實(shí)際上，隨著前端的日益復(fù)雜，前端也可以分為多層，那種情況另當(dāng)別論。
- 網(wǎng)關(guān)層：負(fù)責(zé)提供對外的HTTP服務(wù)或者其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議（這里是指OSI七層協(xié)議中的應(yīng)用層，別混淆了哦）服務(wù)。該層從非業(yè)務(wù)邏輯角度對暴露到外部的接口進(jìn)行鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)、風(fēng)控、資源調(diào)配等操作。有些簡易的系統(tǒng)中，改成可以合并入應(yīng)用服務(wù)層中作為一個(gè)AOP存在。
- 應(yīng)用服務(wù)層：定義軟件要完成的任務(wù)，并且指揮表達(dá)領(lǐng)域概念的對象來解決問題。這一層所負(fù)責(zé)的工作對業(yè)務(wù)來說意義重大，也是與其他系統(tǒng)的應(yīng)用層進(jìn)行交互的必要渠道。應(yīng)用層要盡量簡單，不包含業(yè)務(wù)規(guī)則或者知識，而只為下一層中的領(lǐng)域?qū)ο髤f(xié)調(diào)任務(wù)，分配工作，使他們互相協(xié)作。它沒有反應(yīng)業(yè)務(wù)情況的狀態(tài)，但是卻可以具有另外一種狀態(tài)，為用戶或者程序顯示某個(gè)任務(wù)的進(jìn)度。
- 領(lǐng)域服務(wù)層：負(fù)責(zé)表達(dá)業(yè)務(wù)概念，業(yè)務(wù)狀態(tài)信息以及業(yè)務(wù)規(guī)則。盡管保存業(yè)務(wù)狀態(tài)的技術(shù)細(xì)節(jié)是由基礎(chǔ)設(shè)施層實(shí)現(xiàn)的，但是反應(yīng)業(yè)務(wù)情況的狀態(tài)是由本層控制并且使用的。領(lǐng)域?qū)邮菢I(yè)務(wù)軟件的核心。
- 基礎(chǔ)設(shè)施層：為上面各層提供通用的技術(shù)能力，為應(yīng)用層傳遞消息，為領(lǐng)域?qū)犹峁┏志没瘷C(jī)制，為用戶界面層繪制屏幕組件（PS：這個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中幾乎用不到）等等?；ヂ?lián)網(wǎng)Web應(yīng)用系統(tǒng)中基礎(chǔ)設(shè)施包含了數(shù)據(jù)持久化服務(wù)，中間件服務(wù)（數(shù)據(jù)庫，Redis，Memcached，zookeeper，ELK等等）以及第三方服務(wù)等。
各層除了實(shí)現(xiàn)自己的功能外，還需要遵守以下原則：
- 每一層設(shè)計(jì)保持內(nèi)聚，并且只依賴于它的下方的層。
- 下層向上層發(fā)起的通信只能通過中間件等間接方式進(jìn)行。[2]
- 上層和下層只能有松散耦合（各自為獨(dú)立個(gè)體，通過簡單引用關(guān)聯(lián)）。在某些微服務(wù)框架比如Dubbo中，可以把a(bǔ)pi包提供給上層引用即可。這也符合依賴倒置原則。
這里重點(diǎn)說明應(yīng)用服務(wù)層和領(lǐng)域服務(wù)層之間的關(guān)系。舉一個(gè)我經(jīng)常跟部門其他開發(fā)舉的一個(gè)例子：有一家上市企業(yè)A公司，靠賣水果發(fā)家，其首席架構(gòu)師科學(xué)合理的按照DDD搭建了一套基于微服務(wù)體系的賣水果應(yīng)用，其架構(gòu)圖如下：
今年水果行情一般，而房地產(chǎn)十分火熱，A公司高層發(fā)現(xiàn)房地產(chǎn)帶動的五金行業(yè)也十分火熱，于是下達(dá)任務(wù)給技術(shù)部，要求其立即著手搭建五金銷售系統(tǒng)，貨源已經(jīng)談好。得益于首席架構(gòu)師之前優(yōu)秀的架構(gòu)設(shè)計(jì)，他發(fā)現(xiàn)只需要做一個(gè)賣五金的網(wǎng)站以及另外對微服務(wù)進(jìn)行微量的調(diào)整即可滿足老板的需求——因?yàn)橘u五金和賣水果并無本質(zhì)區(qū)別，他們涉及的環(huán)節(jié)幾乎一致。加入五金售賣的系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：
可見應(yīng)用服務(wù)層代表是某一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用，它代表的更多的是從需求出發(fā)的應(yīng)用定義，而領(lǐng)域服務(wù)層則是業(yè)務(wù)領(lǐng)域按照自身的邊界進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)高內(nèi)聚的服務(wù)體。應(yīng)用層通過協(xié)調(diào)和組合各個(gè)領(lǐng)域服務(wù)即可形成一個(gè)新的應(yīng)用服務(wù)?！额I(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)》中明確指出，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域服務(wù)時(shí)無需考慮表示層和持久層服務(wù)的東西。我在現(xiàn)實(shí)開發(fā)中總是遇到大量工程師按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)稿一溜煙的從上至下設(shè)計(jì)應(yīng)用層服務(wù)和領(lǐng)域?qū)臃?wù)，完全沒有考慮業(yè)務(wù)領(lǐng)域的概念，導(dǎo)致后面微服務(wù)數(shù)量膨脹，功能重復(fù)度高。這種開發(fā)習(xí)慣代表的是《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)》作者極力吐槽的一種模式——SMART UI “反模式”[5]。
4.領(lǐng)域劃分和微服務(wù)化
根據(jù)DDD理論，領(lǐng)域建模主要發(fā)生在領(lǐng)域服務(wù)層，各領(lǐng)域模塊都應(yīng)該是高內(nèi)聚低耦合的，具有清晰的業(yè)務(wù)邊界。本文不打算討論具體的DDD建模（服務(wù)，工廠，倉庫，實(shí)體，值對象，聚合等），這需要對DDD有較深入的研究，就目前所從事過的公司來看，似乎沒有一家真正嚴(yán)格按照DDD進(jìn)行項(xiàng)目代碼設(shè)計(jì)的，就像摘要中說的，這對整個(gè)軟件工程鏈路上的人員都有較高的要求。有機(jī)會可以單獨(dú)寫一篇關(guān)于自己對DDD建模的思考和建議，本文更多的是討論高視角下的領(lǐng)域服務(wù)拆分，從而搭建一個(gè)低耦合高內(nèi)聚的微服務(wù)體系。如果一定要將微服務(wù)和DDD聯(lián)系起來的話，領(lǐng)域?qū)拥奈⒎?wù)就對應(yīng)了DDD中的領(lǐng)域模塊Module，每個(gè)Module由多個(gè)Service模式對象以及對應(yīng)的模型對象（實(shí)體, 值對象以及它們的聚合）組成。
從《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對之道?！分形覍W(xué)到的主要有兩塊：領(lǐng)域設(shè)計(jì)思想和領(lǐng)域建模模式。本文更多的是對前者的運(yùn)用，后者的對立模式是貧血模型，大家日常用到的也都是貧血模型，我也覺得貧血模型有存在的必要性，所以本文我們主要從其中借鑒一下領(lǐng)域設(shè)計(jì)思想。本文所描述的設(shè)計(jì)理念，并不影響具體的模型設(shè)計(jì)方法，我們?nèi)匀豢梢栽诿總€(gè)微服務(wù)中使用DDD領(lǐng)域建模。
如何切分領(lǐng)域模塊并沒有一個(gè)明確的規(guī)則，不同的場景下可能相同的業(yè)務(wù)塊邊界也不盡相同。這里提幾點(diǎn)領(lǐng)域劃分的個(gè)人心得：
- 領(lǐng)域設(shè)計(jì)一定要有清晰的功能邊界。一個(gè)領(lǐng)域服務(wù)對應(yīng)了一個(gè)功能集合，這些功能一定是有一些共性的。比如，訂單服務(wù)，那么創(chuàng)建訂單、修改訂單、查詢訂單列表，一般是訂單域的功能集合。
- 領(lǐng)域拆分并不是一步到位的，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況逐步展開。從單體應(yīng)用到微服務(wù)體系的拆分過程能很好的說明這個(gè)問題，一上來拆的很細(xì)的改造方案一定會死的很慘。所以如果一開始不知道應(yīng)該劃分多細(xì)，完全可以先粗粒度劃分，然后隨著需要，初步拆分。比如一個(gè)電商一開始索性可以拆分為商品服務(wù)和交易服務(wù)，一個(gè)負(fù)責(zé)展示商品，一個(gè)負(fù)責(zé)購買支付。隨后隨著交易服務(wù)越來越復(fù)雜，就可以逐步的拆分成訂單服務(wù)和支付服務(wù)。
- 領(lǐng)域拆分并不是一成不變的，應(yīng)當(dāng)具體情況具體分析。2015年在大眾點(diǎn)評的時(shí)候，其訂單服務(wù)就拆分為了order-service和order-query-service，一來為了讀寫分離，二來order-query-service作為單獨(dú)應(yīng)用可以按需水平擴(kuò)容。
- 領(lǐng)域可以是多個(gè)子領(lǐng)域的一個(gè)虛擬集合，換句話說多個(gè)微服務(wù)也可以形成一個(gè)大域，不必糾結(jié)于領(lǐng)域和微服務(wù)之間的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系。我們在做架構(gòu)設(shè)計(jì)PPT的時(shí)候可能就把訂單域作為一個(gè)領(lǐng)域，代表了這個(gè)域就是關(guān)于訂單的，具體該有幾個(gè)微服務(wù)，這需要更細(xì)的詳細(xì)設(shè)計(jì)來提供。
- 領(lǐng)域?qū)臃?wù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是調(diào)用者無關(guān)的。這一點(diǎn)有點(diǎn)像第一點(diǎn)，但是它強(qiáng)調(diào)的是領(lǐng)域?qū)臃?wù)的設(shè)計(jì)不應(yīng)該受調(diào)用者的影響，這個(gè)觀點(diǎn)在《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對之道》這本書里也可以找得到[4]。領(lǐng)域?qū)臃?wù)開發(fā)和設(shè)計(jì)的理念是關(guān)注自己的域，一旦邊界劃分清楚了，開發(fā)所需要考慮的永遠(yuǎn)都只是輸入和輸出，提供的服務(wù)一定是盡可能通用的，面向功能來開發(fā)的，而不是面向調(diào)用方來開發(fā)的。比如某個(gè)調(diào)用方提出了一個(gè)需求：調(diào)用方B希望A服務(wù)提供一個(gè)買汽車的接口，那么A服務(wù)設(shè)計(jì)的接口就應(yīng)該是buyCar()，而不是buyCarForB()。
5.Q&A
5.1 能不能在所有層使用數(shù)據(jù)持久層模型，簡單快捷？
大家一定聽說過不同層的數(shù)據(jù)模型的叫法不同的概念，比如數(shù)據(jù)持久層的模型對象叫DBO（database object）或者DPO（data persistence object),領(lǐng)域?qū)拥哪Ｐ蛯ο蠼蠨MO（Domain Model Object）或者就叫Model，數(shù)據(jù)傳輸層的模型對象叫DTO（Data Transfer Object)。那為啥要這么多模型呢，直接使用Mybatis等ORM框架生成DBO，然后一路吐給前端不是更爽（還真有同事嘗試立項(xiàng)寫Mybatis插件來實(shí)現(xiàn)這種所謂的代碼自動化）。我個(gè)人建議如果您真的是要搭建一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，大平臺，一定不要偷這種懶，最好的就是做到”一層一模型”（網(wǎng)關(guān)層使用應(yīng)用層模型即可）。各層之間采用手動的數(shù)據(jù)賦值（getter，setter）來完成，或者使用一些轉(zhuǎn)換框架來簡化轉(zhuǎn)換代碼，個(gè)人在用getter/setter時(shí)感覺并不會耽誤什么，在一個(gè)個(gè)set的時(shí)候，恰好可以對模型的字段細(xì)節(jié)進(jìn)一步確認(rèn)，并且拒絕使用BeanUtils.copyProperties()這種工具類，因?yàn)檫@樣的工具類會讓”一層一模型”形同虛設(shè)，開發(fā)會熱衷于把DPO拷貝到領(lǐng)域中換個(gè)名字以保證可以用拷貝工具。下面我們來細(xì)談下不能在每一層都是用數(shù)據(jù)持久層模型的具體原因：
- 應(yīng)用層對接網(wǎng)關(guān)層，是向面向C端或者調(diào)用者的一個(gè)數(shù)據(jù)出口，但是調(diào)用者只需要這個(gè)出口輸出用戶感興趣的數(shù)據(jù)，并且有些敏感數(shù)據(jù)不能吐出去。如果應(yīng)用層（面向調(diào)用者）使用的仍然是數(shù)據(jù)庫模型，而開發(fā)人員沒有在應(yīng)用層把無關(guān)值置空的話（相信我，需求一多，工作一忙，鬼才會在意這些細(xì)節(jié)），那么數(shù)據(jù)庫里的整條記錄就作為接口輸出吐出去了。比如訂單記錄，用戶訂單列表可能只需要訂單ID，商品名稱，訂單金額。而像商家結(jié)算價(jià)這種就不能吐出去，萬一被有心人察覺到了，用戶一定會投訴——你跟商家結(jié)算價(jià)200，賣給我400？
- 前端或者接口調(diào)用方會很痛苦，一個(gè)接口契約多一兩個(gè)無關(guān)字段是沒關(guān)系的，但是一個(gè)契約里給的30個(gè)字段，我只用到5個(gè)，前端會罵娘的，我親眼見過這種事，設(shè)計(jì)原則里有個(gè)原則叫”迪米特法則”，也叫最小知識原則，接口設(shè)計(jì)也可以參考這個(gè)原則，盡量讓你的調(diào)用方知道盡可能少的信息點(diǎn)就能完成相關(guān)的任務(wù)。
- “一層一模型”本質(zhì)是解耦模型依賴。我在上家公司做架構(gòu)師時(shí)為了兼顧開發(fā)的感受，決定讓他們可以在領(lǐng)域?qū)雍突A(chǔ)設(shè)施層都是用數(shù)據(jù)持久層模型，而只需要在應(yīng)用層做數(shù)據(jù)控制（解決第一個(gè)問題），然而我的妥協(xié)也慢慢露出弊端，開發(fā)有時(shí)候覺得某個(gè)數(shù)據(jù)庫字段命名不合適修改之后，整個(gè)引用了該模型的微服務(wù)都需要修改，如果一層一模型的話，只需要關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫訪問的服務(wù)修改下DPO和DM的映射就行了，其他上層微服務(wù)都是依賴DM的。雖然我們不鼓勵隨意改動數(shù)據(jù)庫字段，但設(shè)計(jì)框架上最好能支持這種情況。
剛開始推廣”一層一模型”的時(shí)候，會有耍小聰明的開發(fā)去把下一層的模型POJO直接拷貝過來改個(gè)名字，然后用BeanUtils.copyProperties()完成賦值，這樣跟直接使用數(shù)據(jù)持久層模型就沒有區(qū)別了，所以要杜絕這種情況的發(fā)生。
5.2 為啥需要應(yīng)用層，領(lǐng)域?qū)游⒎?wù)直接通過網(wǎng)關(guān)暴露不就行了嗎？
對于習(xí)慣了單體應(yīng)用開發(fā)者來說，一個(gè)微服務(wù)很可能就直觀對應(yīng)成了一個(gè)個(gè)垂直的應(yīng)用服務(wù)，每個(gè)服務(wù)間的關(guān)系是這樣的：
其實(shí)這樣的體系本質(zhì)上仍然不能解決軟件的復(fù)雜性，這只是把系統(tǒng)簡單粗暴的拆分了，耦合問題仍然很嚴(yán)重，甚至這很有可能比原來的單體應(yīng)用更復(fù)雜（多對多依賴），如果使用微服務(wù)體系來處理復(fù)雜系統(tǒng)，其服務(wù)體系應(yīng)當(dāng)是這樣的：
這兩幅圖的區(qū)別在于，其實(shí)第一幅圖中的每個(gè)服務(wù)都包含了完整的2～3層，所以不再需要單獨(dú)的應(yīng)用層。而第二幅圖各個(gè)領(lǐng)域模塊互相協(xié)作，對外提供服務(wù)時(shí)，則需要有一層直面用戶需求的應(yīng)用層。Spring Boot 學(xué)習(xí)筆記，推薦學(xué)習(xí)下。
達(dá)成了微服務(wù)體系是解決復(fù)雜系統(tǒng)的出路之一這個(gè)共識后，我們再來看”應(yīng)用層服務(wù)存在的必要性”有哪些理由：
- 統(tǒng)一權(quán)限校驗(yàn)：如上文所說，網(wǎng)關(guān)層只負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)級的安全防護(hù)，業(yè)務(wù)層的權(quán)限校驗(yàn)則需要應(yīng)用層來完成，試想一個(gè)沒有應(yīng)用層的微服務(wù)體系，就意味著每一個(gè)微服務(wù)都需要加上權(quán)限校驗(yàn)邏輯，這不僅編碼上困難（可以用過濾器，AOP），而且對于成千上萬個(gè)微服務(wù)（據(jù)了解，騰訊目前微服務(wù)數(shù)量已經(jīng)超過2萬，大眾點(diǎn)評有將近千個(gè)微服務(wù)）來說，這會浪費(fèi)大量時(shí)間，調(diào)用鏈越長，浪費(fèi)的時(shí)間越多。換句話說，微服務(wù)體系有一個(gè)不突出但是很重要的特征—— 領(lǐng)域間環(huán)境安全，領(lǐng)域間的通信應(yīng)當(dāng)是可信的 ，否則分布式的缺點(diǎn)（多服務(wù)意味著多次通信）會被加劇。
- 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)：舉個(gè)例子，一個(gè)order-service提供了一個(gè)queryOrder的接口，輸入起始日期查詢對應(yīng)的訂單列表，其有2個(gè)消費(fèi)者：C端網(wǎng)站應(yīng)用服務(wù) 和 報(bào)表應(yīng)用服務(wù) ，C端網(wǎng)站應(yīng)用服務(wù) 只需要知道訂單的基本信息如下單時(shí)間、商品名稱、金額就可以了，而報(bào)表應(yīng)用服務(wù)是給管理者看的，需要的訂單數(shù)據(jù)很全，除了C端網(wǎng)站應(yīng)用服務(wù)需要的之外，還需要看平臺與商家的結(jié)算金額。根據(jù)第4部分最后一點(diǎn)的思路，我們肯定不能為調(diào)用方寫定制接口（寫不完的，有的要這個(gè)數(shù)據(jù)，有的要那個(gè)數(shù)據(jù)，每次新增調(diào)用方，領(lǐng)域服務(wù)還得找人修改）。而如果我們統(tǒng)一使用的全量數(shù)據(jù)，并且沒有應(yīng)用層（同樣的也沒有應(yīng)用層模型DTO了），那么很可能我們吐出去的數(shù)據(jù)包含了我們與商家的結(jié)算價(jià)，這會引發(fā)很多不必要的麻煩的。所以應(yīng)用層還充當(dāng)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的作用，應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)需要保證僅吐出調(diào)用方感興趣的數(shù)據(jù)。
- 資源控制和緩存：想象一下雙十一高并發(fā)的情況，如果查詢庫存每次都查庫是多么恐怖的一件事。所以一般僅在支付的時(shí)候做一次庫存校驗(yàn)，而在商品展示時(shí)查緩存的庫存即可。那么問題來了，如果沒有應(yīng)用層，緩存直接放在庫存微服務(wù)上是否可行呢？首先這會入侵庫存領(lǐng)域，庫存微服務(wù)需要按照調(diào)用方的需求做特定時(shí)間的緩存，而不是自己想緩存多久就多久，我想庫存微服務(wù)的開發(fā)者也會很不滿的，他會提出，讓你自己去做緩存。他的方案是科學(xué)的，因?yàn)檫€有一些其他服務(wù)可能需要實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。這時(shí)候就需要有一層來做對其下方微服務(wù)返回的數(shù)據(jù)按照應(yīng)用自身的需求進(jìn)行必要的緩存，而不是把這些需求都推給資源提供方，想象一下一個(gè)資源提供方有多少需求者，每個(gè)需求方都有自己的定制需求，該多痛苦。當(dāng)然這一點(diǎn)也不是說微服務(wù)自身不能做緩存，微服務(wù)自身的緩存一定是考慮自身域的合理性后的一個(gè)措施（比如訂單查詢服務(wù)會做一個(gè)500ms的緩存，因?yàn)椴粫姓Ｈ?00ms里點(diǎn)兩次查詢還必須要求兩次都是最新的），而不是由調(diào)用方來決定的。
- 資源聚合和加工：其實(shí)第2點(diǎn)也有加工的味道在里面，只是這里更多的是描述應(yīng)用層應(yīng)用根據(jù)自身需求來對下層返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合和處理的過程。舉個(gè)例子就能很好的說明這一點(diǎn)：任何APP都有首頁，而首頁的數(shù)據(jù)可能是五花八門的，可以有用戶昵稱、最近下的訂單簡要信息、最近支出曲線、積分信息等。這4個(gè)信息可以來自4個(gè)領(lǐng)域微服務(wù)，他們是：用戶中心、訂單中心、支付中心和積分中心。那么有讀者會說，直接暴露微服務(wù)讓前端分別調(diào)用4個(gè)接口再做聚合不是也行嗎？顯然這種粗暴的方式是極其不合理的，會額外增加廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用3次不說，還傳輸了很多不必要的信息。
- 應(yīng)用隔離和流控：如果將每個(gè)領(lǐng)域服務(wù)直接暴露到網(wǎng)關(guān)層對外提供服務(wù)，那么在多應(yīng)用場景下，多個(gè)應(yīng)用間是共享這些服務(wù)能力的，在服務(wù)降級的時(shí)候，如果需要按照應(yīng)用進(jìn)行降級（比如將優(yōu)先級不高的應(yīng)用進(jìn)行限流），就很難實(shí)現(xiàn)。但如果每個(gè)應(yīng)用對應(yīng)了一個(gè)應(yīng)用層服務(wù)，只需要對其暴露的網(wǎng)關(guān)接口進(jìn)行統(tǒng)一限流就行了，或者在應(yīng)用層做一個(gè)開關(guān)，將其流量阻止在應(yīng)用層，而不是拖垮整個(gè)領(lǐng)域服務(wù)。舉個(gè)例子，假如我們的平臺不僅有自己的網(wǎng)站服務(wù)，還有第三方的對接服務(wù)，如果某個(gè)第三方被攻擊而我們直接將領(lǐng)域服務(wù)暴露了出去，那么我們就需要在各個(gè)領(lǐng)域?qū)臃?wù)里去編寫對應(yīng)的開關(guān)，這將侵入領(lǐng)域?qū)臃?wù)，導(dǎo)致不必要的耦合。而有了應(yīng)用層這些都不是問題，因?yàn)閼?yīng)用層充當(dāng)了一個(gè)調(diào)度者的角色，調(diào)度者可以很輕松的決定是否調(diào)度下層的服務(wù)。
為了加深對應(yīng)用層的理解，我們舉個(gè)代碼的例子，假如我們寫一個(gè)很簡單的首頁應(yīng)用：
- Response getHomeData(Request request){
- String nickName = userService.getNickName(request.getUserId());
- OrderInfo orderInfo = orderService.queryLatestOrder(request.getUserId());
- CostTrend costTrend = payService.queryCostTrend(request.getUserId());
- Integer points = pointService.queryAvailablePoints(request.getUserId());
- return new Response(nickName, orderInfo, costTrend, points);
- }
這里的4個(gè)服務(wù)類實(shí)例userService，orderService、payService和pointService如果都是本地的方法，那么這就是一個(gè)單體應(yīng)用，而微服務(wù)化后這4個(gè)可能都是微服務(wù)了，但是應(yīng)用層應(yīng)用的結(jié)構(gòu)還是可以不用變化（現(xiàn)在很多的RPC框架都做到了與調(diào)用本地方法無差別）。這就是應(yīng)用層的位置所在。另外，微服務(wù)系列面試題和答案全部整理好了，微信搜索Java技術(shù)棧，在后臺發(fā)送：面試，可以在線閱讀。
5.3 什么是反模式？
這里的反模式是指《領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對之道》這本書里提到的與DDD相違背的模式，也是Eric極其反對的一種模式，即SmartUI模式（注意反模式不等于SmartUI，只是在本書中作為一個(gè)反模式的例子而已），這是一種什么樣的模式呢，其實(shí)我很早之前做C++ Builder（和Delphi很像）的時(shí)候還不知道，C++ Builder就是一種SmartUI模式。但其實(shí)SmartUI并沒有錯(cuò)，對于小規(guī)模的PC本地應(yīng)用開發(fā)來說也是有很多好處的。舉個(gè)例子，C++ Builder中在窗體上添加一個(gè)按鈕，然后雙擊按鈕添加事件，這樣就跟實(shí)際操作的時(shí)候有機(jī)的結(jié)合了起來。
換句話說就是使用界面驅(qū)動業(yè)務(wù)開發(fā)。在大型系統(tǒng)的開發(fā)上，這種模式是害人精，我很理解Eric為啥這么討厭它。曾有一次我?guī)ьI(lǐng)著一個(gè)團(tuán)隊(duì)做封閉式開發(fā)，在過完產(chǎn)品需求后，家里出了點(diǎn)事我請了幾天假，回來后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)理竟然指揮讓開發(fā)按照UI原型來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，我審核的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這些開發(fā)設(shè)計(jì)的表有極其多的冗余，而有一些重要的過程變量值卻沒有考慮到。比如他們會為每個(gè)頁面建幾個(gè)表，這顯然是行不通的，科學(xué)的方法是拆分領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域自己建立自己的表。UI只是應(yīng)用層整合了各領(lǐng)域服務(wù)的數(shù)據(jù)并且處理后輸出的一種展示。
5.4 分層設(shè)計(jì)的開發(fā)步驟是怎樣的？
假設(shè)我們以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SaaS項(xiàng)目為主，也就是表示層是前端頁面（可以是APP，H5，M站，小程序，PC站等），那么高效的一種開發(fā)步驟可以是這樣的：
- 業(yè)務(wù)、產(chǎn)品、開發(fā)PM進(jìn)行需求評審（可行性等）
- 產(chǎn)品準(zhǔn)備好原型
- 產(chǎn)品、開發(fā)（前后端）、架構(gòu)師（或有架構(gòu)師能力的資深開發(fā)）開會過PRD，了解要做什么
- 架構(gòu)師開始設(shè)計(jì)領(lǐng)域（資深架構(gòu)師一下午就能搞定），前端開始切圖，應(yīng)用層開發(fā)開始按照UI和PRD設(shè)計(jì)前端每個(gè)頁面使用的Restful接口（比如直接Springfox代碼生成Swagger）
- 架構(gòu)師設(shè)計(jì)完領(lǐng)域后分工給領(lǐng)域?qū)娱_發(fā)，進(jìn)行領(lǐng)域邊界明確，然后領(lǐng)域?qū)娱_發(fā)開始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表等。
- 這樣前后端開發(fā)就同時(shí)開工了。
- 開發(fā)初步完成后，自測加連調(diào)。
- 后續(xù)就是測試發(fā)布了。
具體階段和時(shí)間線可以參考下圖：
6.結(jié)語
真實(shí)技術(shù)開發(fā)日常討論的經(jīng)常是高并發(fā)、多線程、大數(shù)據(jù)，分布式、RPC，很少有人討論軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)方面的，架構(gòu)師文化不應(yīng)該只是對某個(gè)技術(shù)點(diǎn)的深入挖掘，也應(yīng)該多討論些大型軟件設(shè)計(jì)理念方面的。
本文名稱：微服務(wù)體系中的分層設(shè)計(jì)和領(lǐng)域劃分！
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