09 DDD 是如何落地微服务设计实现的? 自本专栏上线以来,有许多小伙伴跟我交流了很多相关的 DDD 知识。我发现,当大家看到贫血模型、充血模型、策略模式、装饰者模式时,发出这样的感慨:“难道这就是 DDD 吗?和我们平时的开发没有什么不同啊。”殊不知,其实你还没有真正 Get 到 DDD 的真谛

DDD 的真谛

什么是 DDD 的真谛呢?那就是领域建模,它改变了我们过去对软件开发的认知。如图 1 所示,DDD 的精髓是:

  • 首先深刻理解业务;
  • 然后将我们对业务的理解绘制成领域模型;
  • 再通过领域模型指导数据库和程序的设计。

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图 1 领域驱动设计的真谛

过去,我们认为软件就是,用户怎么提需求,软件就怎么开发。这种开发模式使得我们对需求的认知浅薄,不得不随着用户的需求变动反复地改来改去,导致我们很累而用户还不满意,软件研发风险巨大。

正是 DDD 改变了这一切,它要求我们更加主动地去理解业务,掌握业务领域知识。这样,我们对业务的理解越深刻,开发出来的产品就越专业,那么客户就越喜欢购买和使用我们的产品。

然而,真实世界是非常复杂的,这就决定了我们不可能一开始就深刻理解业务。起初,我们对业务的理解浅薄,基于它做出来的领域模型也是浅薄的,导致最后开发出来的软件虽然也能用,但用户并不一定满意。然而,如果我们不断地与客户沟通,深入地理解业务,听取他们的意见,我们对业务的理解就会越来越深刻、越来越准确。再结合我们的专业技术知识,就能够理解我们的软件需要解决客户的什么问题,怎样做才是最优,怎样做才让客户感觉好用。

这时就不再是客户提需求了,而是我们主动地提需求主动地改进功能去解决客户的痛点,这样做的效果是,客户会感觉“不知道为什么,我就觉得你们的软件好用,用着很顺手”。这时,不但客户不会再改来改去,而且我们的软件做得也越来越专业,越来越有市场竞争力,这才是 DDD 的真谛。

这里有个问题,如果我们对业务理解不深刻就会影响到产品,那么能不能一开始就对业务理解得非常深刻呢?这几乎是不可能的。我们经常说,做事不能仅凭一腔热血,一定要符合自然规律。其实软件的设计开发过程也是这样。

  • 在最开始你对业务理解比较粗略的时候,就从主要流程开始领域建模。
  • 接着,不断往领域模型中加东西。随着功能一个一个地添加,领域模型也变得越来越丰富、越来越完善。每次添加新功能的时候,运用“两顶帽子”的方式先重构再加新功能,不断地完善每个设计。
  • 这样,领域模型就像小树一样一点儿一点儿成长,最后完成所有的功能。

这样的设计过程叫“小步快跑”。采用小步快跑的设计方法,一开始不用思考那么多问题,从简单问题开始逐步深入,设计难度就降低了。同时,系统始终是处于变更中,使设计更加易于变更

基于限界上下文的领域建模

回到 08 讲微服务设计部分,当在线订餐系统完成了事件风暴的分析以后,接着应当怎样设计呢?通过划分限界上下文,已经将系统划分为了“用户注册”“用户下单”“饭店接单”“骑士派送”与“饭店管理”等几个限界上下文,这样的划分也是后端微服务的划分。紧接着,就开始为每一个限界上下文进行领域建模。

首先,用户下单上下文开始。通过业务领域分析,绘制出了如图 2 所示的领域模型,该模型的核心是“订单”,通过“订单”关联了用户与用户地址。一个订单有多个菜品明细,而每个菜品明细都对应了一个菜单,每个菜单隶属于一个饭店。此外,一个订单还关联了它的支付与发票。起初,它们的属性和方法没有那么全面,随着设计的不断深入,不断地细化与完善模型。

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在这样的基础上开始划分限界上下文,用户与用户地址属于“用户注册”上下文,饭店与菜单属于“饭店管理”上下文。它们对于“用户下单”上下文来说都是支撑域,即给“用户下单”上下文提供接口调用的。真正属于“用户下单”上下文的,就只有订单、菜品明细、支付、发票这几个类,它们最终形成了“用户下单”微服务及其数据库设计。由于用户姓名、地址、电话等信息,都在“用户注册”上下文中,每次都需要远程接口调用来获得。这时就需要从系统优化的角度,适当将它们冗余到“订单”领域对象中,以提升查询效率。同样,“菜品名称”也进行了冗余,设计更新如图 3 所示:

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完成了“用户下单”上下文以后,开始设计饭店接单上下文,设计如图 4 所示。上一讲谈到,“用户下单”微服务通过事件通知机制,将订单以消息的形式发送给“饭店接单”微服务。具体来说,就是将订单与菜品明细发送给“饭店接单”上下文。“饭店接单”上下文会将它们存储在自己的数据库中,并在此基础上增加“饭店接单”类,它与订单是一对一的关系。

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同样的思路,通过领域事件通知“骑士派送”上下文,完成“骑士派送的领域建模

通过以上设计,就将上一讲的微服务拆分,进一步落实到每一个微服务的设计。紧接着,将每一个微服务的设计,按照第 03 讲的思路落实数据库设计,按照第 04 讲的思路落实贫血模型与充血模型的设计。

特别值得注意的是,订单与菜品明细是一对聚合。过去按照贫血模型的设计,分别为它们设计订单值对象、Service 与 Dao,菜品明细值对象、Service 与 Dao;现在按照充血模型的设计,只有订单领域对象、Service、仓库、工厂与菜品明细包含在订单对象中,而订单 Dao 被包含在订单仓库中。贫血模型与充血模型在设计上有明显的差别。关于聚合的实现,下一讲再详细探讨。

深入理解业务与模型重构

前面讲了,我们不可能一步到位深刻理解业务,它是一个逐步深入的过程。譬如,在设计“用户地址”时,起初没有“联系人”与“手机号”,因为通过关联用户就可以获得。然而,随着业务的不断深入,我们发现,当用户下单的时候,最终派送的不一定是给他本人,可能是另一个人,这是起初没有想到的真实业务场景。为此,在“用户地址”中果断增加了“联系人”与“手机号”,问题得到解决。

此外,如果用户下单以后又需要取消订单,这样的业务场景又该如何设计呢?通过与客户的沟通,确定了该业务的需求:

  • 如果饭店还未接单,可以直接取消;
  • 如果饭店已经接单了,需要经过饭店的确认方可取消;
  • 如果饭店已经就绪了,就不可取消了。

这样,首先需要“饭店接单”上下文提供一个状态查询的接口,以及饭店确认取消的接口。接着,订单取消以后需要记录一个取消时间,并形成一个“订单取消”领域事件,通知“饭店接单”上下文。为此,“用户下单”上下文需要在订单中增加一个“取消时间”。

然而,当“用户下单”上下文对“订单”对象更新以后,“饭店接单”与“骑士派送”上下文是否也要跟着更新呢?前面提到,对微服务的设计,是希望:

  • 每次变更的时候尽可能只更新一个微服务,以降低微服务的维护成本;
  • 即使不能,也应当尽可能缩小更新的范围。

增加“取消时间”这个字段,对“饭店接单”上下文是有意义的,它的相应变更无可厚非。但对于“骑士派送”上下文来说,“取消时间”对它没有一毛钱关系,因此不希望对它进行更新。微服务间的调用是基于 RESTful 的接口调用,参数是通过 Json 对象传递,是一种松耦合调用。因此,在“饭店接单”与“骑士派送”上下文中,即使“订单”对象的数据结构不一致,也不影响它们的调用。因此,在“骑士派送”上下文不需要更新,更新范围就缩小了,维护成本降低了。

在完成了以上设计以后,还有一个难题就是订单状态的跟踪

订单状态的跟踪

当用户下单后,往往会不断地跟踪订单状态是“已下单”“已接单”“已就绪”还是“已派送”。然而,这些状态信息被分散到了各个微服务中,就不可能在“用户下单”上下文中实现了。如何从这些微服务中采集订单的状态信息,又可以保持微服务间的松耦合呢?解决思路还是领域事件的通知

通过消息队列,每个微服务在执行完某个领域事件的操作以后,就将领域事件封装成消息发送到消息队列中。比如,“用户下单”微服务在完成用户下单以后,将下单事件放到消息队列中。这样,不仅“饭店接单”微服务可以接收这个消息,完成后续的接单操作;而且“订单查询”微服务也可以接收这个消息,实现订单的跟踪。如图 5 所示。

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图 5 订单状态的跟踪图

通过领域事件的通知与消息队列的设计,使微服务间调用的设计松耦合,“订单查询”微服务可以像外挂一样采集各种订单状态,同时不影响原有的微服务设计,使得微服务之间实现解耦,降低系统维护的成本。而“订单查询”微服务通过冗余,将“下单时间”“取消时间”“接单时间”“就绪时间”等订单在不同状态下的时间,以及其他相关信息,都保存到订单表中,甚至增加一个“订单状态”记录当前状态,并增加 Redis 缓存的功能。这样的设计就保障了订单跟踪查询的高效。要知道,面对大数据的高效查询,通常都是通过冗余来实现的。

总结

DDD 的真谛是领域建模,即深入理解业务。只有深入理解业务,将对业务的深入理解设计到领域模型中,设计出来的软件才更加专业,让用户的使用更满意。因此,基于每个限界上下文进行领域建模,不断地将每个功能加入模型中,落地每个微服务的设计。当业务越来越复杂,理解越来越深入的时候,适时地调整原有的模型,就能适应新的功能,使设计始终高质量。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/DDD%20%e5%be%ae%e6%9c%8d%e5%8a%a1%e8%90%bd%e5%9c%b0%e5%ae%9e%e6%88%98/09%20%20DDD%20%e6%98%af%e5%a6%82%e4%bd%95%e8%90%bd%e5%9c%b0%e5%be%ae%e6%9c%8d%e5%8a%a1%e8%ae%be%e8%ae%a1%e5%ae%9e%e7%8e%b0%e7%9a%84%ef%bc%9f.md