设计模式之美学习(九)

本文最后更新于:9 个月前

我们都知道,很多业务系统都是基于 MVC 三层架构来开发的。实际上,更确切点讲,这是一种基于贫血模型的 MVC 三层架构开发模式。

虽然这种开发模式已经成为标准的 Web 项目的开发模式,但它却违反了面向对象编程风格,是一种彻彻底底的面向过程的编程风格,因此而被有些人称为反模式(anti-pattern)。特别是领域驱动设计Domain Driven Design,简称 DDD)盛行之后,这种基于贫血模型的传统的开发模式就更加被人诟病。而基于充血模型的 DDD 开发模式越来越被人提倡。

基于上面的描述,我们先搞清楚下面几个问题:

  • 什么是贫血模型?什么是充血模型?
  • 为什么说基于贫血模型的传统开发模式违反 OOP?
  • 基于贫血模型的传统开发模式既然违反 OOP,那又为什么如此流行?
  • 什么情况下我们应该考虑使用基于充血模型的 DDD 开发模式?

什么是基于贫血模型的传统开发模式?

对于大部分的后端开发工程师来说,MVC 三层架构都不会陌生。

MVC 三层架构中的 M 表示 ModelV 表示 ViewC 表示 Controller。它将整个项目分为三层:展示层、逻辑层、数据层。MVC 三层开发架构是一个比较笼统的分层方式,落实到具体的开发层面,很多项目也并不会 100% 遵从 MVC 固定的分层方式,而是会根据具体的项目需求,做适当的调整。

比如,现在很多 Web 或者 App 项目都是前后端分离的,后端负责暴露接口给前端调用。这种情况下,我们一般就将后端项目分为 Repository 层、Service 层、Controller 层。其中,Repository 层负责数据访问,Service 层负责业务逻辑,Controller 层负责暴露接口。当然,这只是其中一种分层和命名方式。不同的项目、不同的团队,可能会对此有所调整。不过,万变不离其宗,只要是依赖数据库开发的 Web 项目,基本的分层思路都大差不差。

再来看一下,什么是贫血模型?

目前几乎所有的业务后端系统,都是基于贫血模型的。举一个简单的例子来解释一下。

////////// Controller+VO(View Object) //////////
public class UserController {
  private UserService userService; //通过构造函数或者IOC框架注入
  
  public UserVo getUserById(Long userId) {
    UserBo userBo = userService.getUser(userId);
    UserVo userVo = [...convert userBo to userVo...];
    return userVo;
  }
}

public class UserVo {//省略其他属性、get/set/construct方法
  private Long id;
  private String name;
  private String cellphone;
}

////////// Service+BO(Business Object) //////////
public class UserService {
  private UserRepository userRepository; //通过构造函数或者IOC框架注入
  
  public UserBo getUserById(Long userId) {
    UserEntity userEntity = userRepository.getUserById(userId);
    UserBo userBo = [...convert userEntity to userBo...];
    return userBo;
  }
}

public class UserBo {//省略其他属性、get/set/construct方法
  private Long id;
  private String name;
  private String cellphone;
}

////////// Repository+Entity //////////
public class UserRepository {
  public UserEntity getUserById(Long userId) { //... }
}

public class UserEntity {//省略其他属性、get/set/construct方法
  private Long id;
  private String name;
  private String cellphone;
}

平时开发 Web 后端项目的时候,基本上都是这么组织代码的。其中,UserEntityUserRepository 组成了数据访问层,UserBoUserService 组成了业务逻辑层,UserVoUserController 在这里属于接口层。

从代码中可以发现,UserBo 是一个纯粹的数据结构,只包含数据,不包含任何业务逻辑。业务逻辑集中在 UserService 中。我们通过 UserService 来操作 UserBo。换句话说,Service 层的数据和业务逻辑,被分割为 BOService 两个类中。像 UserBo 这样,只包含数据,不包含业务逻辑的类,就叫作贫血模型Anemic Domain Model)。同理,UserEntityUserVo 都是基于贫血模型设计的。这种贫血模型将数据与操作分离,破坏了面向对象的封装特性,是一种典型的面向过程的编程风格。

什么是基于充血模型的 DDD 开发模式?

首先,我们先来看一下,什么是充血模型?

在贫血模型中,数据和业务逻辑被分割到不同的类中。充血模型Rich Domain Model)正好相反,数据和对应的业务逻辑被封装到同一个类中。因此,这种充血模型满足面向对象的封装特性,是典型的面向对象编程风格。

接下来,再来看一下,什么是领域驱动设计?

领域驱动设计,即 DDD,主要是用来指导如何解耦业务系统,划分业务模块,定义业务领域模型及其交互。领域驱动设计这个概念并不新颖,早在 2004 年就被提出了,到现在已经有十几年的历史了。不过,它被大众熟知,还是基于另一个概念的兴起,那就是微服务。

除了监控、调用链追踪、API 网关等服务治理系统的开发之外,微服务还有另外一个更加重要的工作,那就是针对公司的业务,合理地做微服务拆分。而领域驱动设计恰好就是用来指导划分服务的。所以,微服务加速了领域驱动设计的盛行。

领域驱动设计有点儿类似敏捷开发、SOAPAAS 等概念,听起来很高大上,但实际上只值“五分钱”。即便你没有听说过领域驱动设计,对这个概念一无所知,只要你是在开发业务系统,也或多或少都在使用它。做好领域驱动设计的关键是,看你对自己所做业务的熟悉程度,而并不是对领域驱动设计这个概念本身的掌握程度。即便你对领域驱动搞得再清楚,但是对业务不熟悉,也并不一定能做出合理的领域设计。所以,不要把领域驱动设计当银弹,不要花太多的时间去过度地研究它。

实际上,基于充血模型的 DDD 开发模式实现的代码,也是按照 MVC 三层架构分层的。Controller 层还是负责暴露接口,Repository 层还是负责数据存取,Service 层负责核心业务逻辑。它跟基于贫血模型的传统开发模式的区别主要在 Service 层。

在基于贫血模型的传统开发模式中,Service 层包含 Service 类和 BO 类两部分,BO 是贫血模型,只包含数据,不包含具体的业务逻辑。业务逻辑集中在 Service 类中。在基于充血模型的 DDD 开发模式中,Service 层包含 Service 类和 Domain 类两部分。Domain 就相当于贫血模型中的 BO。不过,DomainBO 的区别在于它是基于充血模型开发的,既包含数据,也包含业务逻辑。而 Service 类变得非常单薄。总结一下的话就是,基于贫血模型的传统的开发模式,重 ServiceBO;基于充血模型的 DDD 开发模式,轻 ServiceDomain

为什么基于贫血模型的传统开发模式如此受欢迎?

基于贫血模型的传统开发模式,将数据与业务逻辑分离,违反了 OOP 的封装特性,实际上是一种面向过程的编程风格。但是,现在几乎所有的 Web 项目,都是基于这种贫血模型的开发模式,甚至连 Java Spring 框架的官方 demo,都是按照这种开发模式来编写的。

面向过程编程风格有种种弊端,比如,数据和操作分离之后,数据本身的操作就不受限制了。任何代码都可以随意修改数据。既然基于贫血模型的这种传统开发模式是面向过程编程风格的,那它又为什么会被广大程序员所接受呢?

第一点原因是,大部分情况下,我们开发的系统业务可能都比较简单,简单到就是基于 SQLCRUD 操作,所以,我们根本不需要动脑子精心设计充血模型,贫血模型就足以应付这种简单业务的开发工作。除此之外,因为业务比较简单,即便我们使用充血模型,那模型本身包含的业务逻辑也并不会很多,设计出来的领域模型也会比较单薄,跟贫血模型差不多,没有太大意义。

第二点原因是,充血模型的设计要比贫血模型更加有难度。因为充血模型是一种面向对象的编程风格。我们从一开始就要设计好针对数据要暴露哪些操作,定义哪些业务逻辑。而不是像贫血模型那样,我们只需要定义数据,之后有什么功能开发需求,我们就在 Service 层定义什么操作,不需要事先做太多设计。

第三点原因是,思维已固化,转型有成本。基于贫血模型的传统开发模式经历了这么多年,已经深得人心、习以为常。你随便问一个旁边的大龄同事,基本上他过往参与的所有 Web 项目应该都是基于这个开发模式的,而且也没有出过啥大问题。如果转向用充血模型、领域驱动设计,那势必有一定的学习成本、转型成本。很多人在没有遇到开发痛点的情况下,是不愿意做这件事情的。

什么项目应该考虑使用基于充血模型的 DDD 开发模式?

基于贫血模型的传统的开发模式,比较适合业务比较简单的系统开发。相对应的,基于充血模型的 DDD 开发模式,更适合业务复杂的系统开发。比如,包含各种利息计算模型、还款模型等复杂业务的金融系统。

这两种开发模式,落实到代码层面,区别不就是一个将业务逻辑放到 Service 类中,一个将业务逻辑放到 Domain 领域模型中吗?为什么基于贫血模型的传统开发模式,就不能应对复杂业务系统的开发?而基于充血模型的 DDD 开发模式就可以呢?

实际上,除了我们能看到的代码层面的区别之外(一个业务逻辑放到 Service 层,一个放到领域模型中),还有一个非常重要的区别,那就是两种不同的开发模式会导致不同的开发流程。基于充血模型的 DDD 开发模式的开发流程,在应对复杂业务系统的开发的时候更加有优势。为什么这么说呢?先来回忆一下,我们平时基于贫血模型的传统的开发模式,都是怎么实现一个功能需求的。

不夸张地讲,我们平时的开发,大部分都是 SQL 驱动(SQL-Driven)的开发模式。我们接到一个后端接口的开发需求的时候,就去看接口需要的数据对应到数据库中,需要哪张表或者哪几张表,然后思考如何编写 SQL 语句来获取数据。之后就是定义 EntityBOVO,然后模板式地往对应的 RepositoryServiceController 类中添加代码。

业务逻辑包裹在一个大的 SQL 语句中,而 Service 层可以做的事情很少。SQL 都是针对特定的业务功能编写的,复用性差。当我要开发另一个业务功能的时候,只能重新写个满足新需求的 SQL 语句,这就可能导致各种长得差不多、区别很小的 SQL 语句满天飞。

所以,在这个过程中,很少有人会应用领域模型、OOP 的概念,也很少有代码复用意识。对于简单业务系统来说,这种开发方式问题不大。但对于复杂业务系统的开发来说,这样的开发方式会让代码越来越混乱,最终导致无法维护。

如果我们在项目中,应用基于充血模型的 DDD 的开发模式,那对应的开发流程就完全不一样了。在这种开发模式下,我们需要事先理清楚所有的业务,定义领域模型所包含的属性和方法。领域模型相当于可复用的业务中间层。新功能需求的开发,都基于之前定义好的这些领域模型来完成。

越复杂的系统,对代码的复用性、易维护性要求就越高,我们就越应该花更多的时间和精力在前期设计上。而基于充血模型的 DDD 开发模式,正好需要我们前期做大量的业务调研、领域模型设计,所以它更加适合这种复杂系统的开发。

重点回顾

平时做 Web 项目的业务开发,大部分都是基于贫血模型的 MVC 三层架构,这里把它称为传统的开发模式。之所以称之为“传统”,是相对于新兴的基于充血模型的 DDD 开发模式来说的。基于贫血模型的传统开发模式,是典型的面向过程的编程风格。相反,基于充血模型的 DDD 开发模式,是典型的面向对象的编程风格。

不过,DDD 也并非银弹。对于业务不复杂的系统开发来说,基于贫血模型的传统开发模式简单够用,基于充血模型的 DDD 开发模式有点大材小用,无法发挥作用。相反,对于业务复杂的系统开发来说,基于充血模型的 DDD 开发模式,因为前期需要在设计上投入更多时间和精力,来提高代码的复用性和可维护性,所以相比基于贫血模型的开发模式,更加有优势。

思考

  • 对于举的例子中,UserEntityUserBoUserVo 包含的字段都差不多,是否可以合并为一个类呢?

参考:实战一(上):业务开发常用的基于贫血模型的MVC架构违背OOP吗?



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