DDD分层架构
微服务架构模型有很多种,比如整体架构、CQRS 和 六边形架构等等,其核心理念都是为了设计出“高内聚、低耦合”的架构,轻松实现架构演进。而 DDD 分层架构测出现,使得架构边界越来越清晰。
什么是 DDD 分层架构
下面这张图就是优化后的四层架构,从上到下依次是:用户接口层、应用层、领域层、基础层。
1. 用户接口层
用户接口层负责向用户展示信息和解释用户指令。这里的用户可能是:用户、程序、自动化测试和批处理脚本。
2. 应用层
应用层是很薄的一层,理论上不应该有业务规则和逻辑,主要面向用例和流程相关的操作。但应用层又位于领域层之上,因为领域层包含多个聚合,所以它可以协调多个聚合的服务和领域对象完成服务编排和组合,协作完成业务操作。
此外,应用层也是微服务之间交互的通道,它可以调用其他微服务的应用服务,完成微服务之间的服务组合和编排。
在设计和开发时,不要将本该放在领域层的业务逻辑放到应用层中实现。因为庞大的应用层会使领域层失焦,时间一长微服务就会演化成传统的三层架构,业务逻辑会非常混乱。
另外,应用服务是在应用层的,它负责服务的组合、编排和转发,负责处理业务用户的执行以及结果的拼装,以粗粒度的服务通过 API 网关向前端发布。还有,应用服务可以进行安全认证、权限校验、事务控制、发送或订阅领域事件等。
3. 领域层
领域层的作用是实现核心业务逻辑,通过各种校验手段保证业务的正确性。领域层主要体现领域模型的业务能力,它用来表达业务概念、业务状态和业务规则。
领域层包含聚合根、实体、值对象、领域服务等领域模型中的领域对象。
首先,领域模型的业务逻辑主要 是由实体和领域服务来实现的,其中实体会采用充血模型来实现所有与之相关的业务功能。其次,实体和领域服务在实现业务逻辑上是不同级的,当领域服务中的某些功能,单一实体(或者值对象)不能实现时,它可以组合聚合内的多个实体(或者值对象),实现复杂的业务逻辑。
4. 基础层
基础层是贯穿所有层的,它的作用就是为其它各层提供通用的技术和领域服务,包括第三方工具、驱动、消息中间件、网关、文件、缓存以及数据库等。比较常见的还是提供数据库持久化。
基础层包含基础服务,它采用依赖倒置设计,封装基础资源服务,实现应用层、领域层与基础层的解耦。降低外部资源变化对应用的影响。
比如说,在传统架构设计中,由于上层对数据库的强耦合,很多公司在架构演进中最担忧的就是更换数据库了,因为一旦更换数据库,就可能需要重写大部分的代码,这对应用来说是致命的。那采用依赖倒置的设计以后,应用层就可以通过解耦来保持独立的核心业务逻辑。当数据库变更之后,我们只需要更换数据库基础服务就可以了,这样就将资源变更对应用的影响降到了最低。
DDD 分层架构最重要的原则是什么?
DDD 分层架构有一个重要的原则:每层只能与位于下方的层发生耦合。
而架构根据 耦合的紧密程度又可以分为两种:严格分层架构和松散分层架构。优化后的 DDD 分层架构模型就属于严格分层架构,任何层只能对位于其下方的层产生依赖。。而传统的 DDD 分层架构则属于松散分层架构,它允许某层与其任意下方的层发生依赖。
在严格分层架构中,领域服务只能被应用服务调用,而应用服务只能被用户接口层调用,服务是逐层对外封装或组合的,依赖关系清晰。而在松散分层架构中,领域服务可以同时被应用层或用户接口层调用,服务的依赖关系比较复杂且难管理,甚至容易使核心业务逻辑外泄。
DDD 分层架构如何推动架构演进?
领域模型不是一成不变的,因为业务的变化会影响领域模型,而领域模型的变化则会影响微服务的功能和边界。
1. 微服务架构的演进
领域模型中对象的层次是从内到外依次是:值对象、实体、聚合和限界上下文。
实体和值对象的简单变更,一般不会让领域模型和微服务发生大的变化。但聚合的重组或拆分却可以。这是因为聚合内业务功能内聚,能独立完成特定的业务逻辑。那聚合的重组和拆分,势必就会引起业务模块和系统功能的变化了。
这里我们可以以聚合的基础单位,完成领域模型和微服务架构的演进。聚合可以作为 一个整体,在不同的领域模型之间重组或者拆分,或者直接将一个聚合独立为微服务。
- 当微服务 1 中聚合 a 的功能经常被高频访问,以致拖累整个微服务 1 的性能时,我们可以把聚合 a 的代码,从微服务 1 中剥离出来,独立为微服务 2。这样微服务 2 就可以轻松应对高性能场景。
- 当业务发展到一定程度后,当微服务 3 的领域模型有了变化,聚合 d 会更适合放到 微服务 1 的领域模型中。这时就可以将聚合 d 的代码整体搬迁到微服务 1 中。如果你在设计时已经定义好了聚合之间的代码边界,这个过程不会太复杂,也不会花太多时间。
- 在经历模型和架构演进 后,微服务 1 已经从最初包含聚合 a、b、c,演进为包含聚合 b、c、d 的新领域模型和微服务了。
2. 微服务内服务的演进
在微服务内部,实体的方法被领域服务组合和封装,领域服务又被应用服务组合和封装。在服务逐层组合和封装的过程中。
在服务设计时,并不能完整预测有哪些下层服务会被多少个上层服务组装,因此领域层通常只提供一些原子服务,比如领域服务 a、b、c。 但随着系统功能增强和外部接入越来越多,应用服务会不断丰富。如果领域服务 b 和 c 同时被多个应用服务调用了,执行顺序也基本一致。这 时就可以考虑将 b 和 c 合并,再将应用服务中 b 、c 的功能下沉到领域层,演进为新的领域服务 (b+c) 。这样既减少了服务的数量,也减轻了上层服务组合和编排的复杂度。
这就是服务演进的过程,它是随着你的系统发展的,最后你会发现你的领域模型越来越精炼,越来越能适应需求的快速变化。
三层架构如何演进到 DDD 分层架构?
首先,由于层间松耦合,我们可以专注于本层的设计,而不必关心其它层,也不必担心自己的设计会影响其它层。可以说,DDD 成功地降低了层与层之间的依赖。
其次,分层架构使得程序结构变得清晰,升级和维护更加容易。我们在修改某层代码时,只要本层的接口参数不变,其它层可以不必修改。即使本层的接口发生变化,也只影响相邻的上层,修改工作量小且错误可以控制,不会带来意外的风险。
传统企业应用大多是单体应用,而单体架构则大多是三层架构。三层架构解决了程序内代码间调用复杂、代码职责不清的问题,但这种分层是逻辑概念,在物理上它是中心化的集中式架构,并不适合分布式微服务架构。
DDD 分层架构中的要素其实和三层架构类似,只是在 DDD 分层架构中,这些要素被重新归类,重新划分了层,确定了层与层之间的交互规则和指责边界。
三层架构向 DDD 分层架构演进,主要发生在 业务逻辑层和数据访问层。
DDD 分层架构在用户接口层引入了 DTO,给前端提供了更多的可使用的数据和更高的展示灵活性。
DDD 分层架构对三层架构的业务逻辑层进行了更清晰的划分,改善了三层架构核心业务逻辑混乱,代码改动相互影响大的情况。DDD 分层架构将业务逻辑层的服务拆分到了应用层和领域层。应用层快速响应前端的变化,领域层实现领域模型的能力。
另外一个重要的变化发生在数据访问层和基础层之间。三层架构数据访问采用 DAO 方式;
DDD 分层架构的数据库等基础资源访问,采用了仓储(Repository) 设计模式,通过依赖导致实现各层对基础资源的解耦。
仓储又分为两部分:仓储接口和仓储实现。仓储接口放在领域层中,仓储实现放在基础层。原来三层架构通用的第三方工具包,驱动、Common、Utility、Config 等通用的公共的资源类统一放到了基础层。
传统 三层架构向 DDD 分层架构演进,体现的正是领域驱动设计思想的演进。