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业务开发常用的基于贫血模型的MVC架构违背OOP吗?

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。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。所以,我打算用两节课的时间,结合一个虚拟钱包系统的开发案例,带你彻底弄清楚这两种开发模式。

在正式进入到实战项目将截止前,我先带你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?

我相信,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。不过,为了统一认识,还是回顾一下,什么是MVC三层架构。

MVC三层架构中的M表示Model,V表示View,C表示Controller。它将整个项目分成三层: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。

刚刚我们回顾了MVC三层开发架构。现在,我们再来看一下,什么是贫血模型?

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

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// Controller + VO(View Object)
public class UserController {
private UserService userService; // injection via constructor or IOC framework

public UserVo getUserById(Long userId) {
UserBo userBo = userService.getuserById(userId);
UserVo userVo = [...convert userBo to userVo...]
return userVo;
}
}

public class UserVo {
// omit other attributes, get/set/construct methods
private Long id;
private String name;
private String cellphone;
}

// Service+BO(Business Object)
public class UserService {
private UserRepository userRepository;// injection via constructor or IOC framework

public UserBo getuserById(Long userId) {
UserEntity userEntity = userRepository.getUserById(userId);
UserBo userBo = [...convert userEntity to userBo...]
return userBo;
}
}

public class UserBo {
// omit other attributes, get/set/construct methods
private Long id;
private String name;
private String cellphone;
}

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

public class UserEntity {
// omit other attributes, get/set/construct methods
private Long id;
private String name;
private String cellphone;
}

我们平时开发Web后端项目的时候,基本上都是这么组织代码的。其中,UserEntity和UserRepository组成了数据访问层,UserBo和UserService组成了业务逻辑层,UserVo和UserController在这里属于接口层。

在代码中,我们可以发现,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BO和Service两个类中。像UserBo这样,只包含数据,不包含业务逻辑的类,就叫做贫血模型(Anemic Domain Model)。同理,UserEntity、UserVo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?

刚刚我们讲了基于贫血模型的传统的开发模式。现在我们再讲一下,另外一种最近更加被推崇的开发模式: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,是典型的面向对象的编程风格。

接下里,我们再来看一下,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年就被踢出了,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。

我们知道,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。

不过,我个人觉得,领域驱动设计有点儿类似敏捷开发、SOA、PAAS 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,Domain与BO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Service轻BO;基于充血模型的DDD开发模式,轻Service重Domain。

基于充血模型的DDD设计模式的概念,今天只是简单地介绍了一下。在下面,会结合具体的项目,通过代码来给你展示,如何基于这种开发模式来开发一个系统。

为什么基于贫血模型的传统开发模式如此受欢迎?

前面我们讲过,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。

我们前面也讲过,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?关于这个问题,总结了下面三点原因。

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SQL的CRUD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。

第二个原因是,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?

既然基于贫血模型的的开发模式已经称为了一种约定俗成的开发习惯,那什么样的项目应该考虑使用基于充血模型的DDD开发模式呢?

刚刚我们讲到,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。

你可能会有一些疑问,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?我们先来回忆一下,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。

不夸张地说,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Entity、BO、VO,然后模板式的往对应的Repository、Service、Controller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,我们需要实现理清所有的业务,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。

我们知道,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

我们平时做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,我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变成风格。相反,基于充血模型的DDD开发模式,是典型的面向对象的变成分各个。

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。

先说一下充血模型中各组件的角色:

* controller 主要服务于非业务功能,比如说数据验证 * service 服务于 use case,负责的是业务流程与对应规则 * Domain 服务于核心业务逻辑和核心业务数据 * rep 用于与外部交互数据

六边形项目结构(根据实际情况自行组织与定义):

* InboundHandler 代替 controller * WebController:处理 web 接口 * WeChatController:处理微信公众号接口 * AppController:处理 app 接口 * MqListener:处理 消息 * *RpcController:处理子系统间的调用 * service 服务于 use case,负责的是业务流程与对应规则 * CQPS + SRP:读写分离和单一原则将 use case 分散到不同的 service 中,避免一个巨大的 service 类(碰到过 8000 行的 service) * Domain 服务于核心业务逻辑和核心业务数据 * 最高层组件,不会依赖底层组件 * 易测试 * outBoundhandle 代替 rep * MqProducer:发布消息 * Cache:从缓存获取数据 * sql:从数据库获取数据 * Rpc:从子系统获取数据

各层之间的数据模型不要共用,主要是因为稳定性不同,各层数据模型的变更原因和变更速率是不同的,离 IO 设备越近的稳定性越差,比如说 controller 层的 VO,rep 层的 entity。Domain 层是核心业务逻辑和核心业务数据,稳定性是最高的