领域模型浅析

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mob6047570191d0 2015-07-15 16:03:00

文章标签 领域模型 DDD 业务逻辑应用层持久化 文章分类 C/C++ 后端开发

最近taowen同学连续发起了两起关于贫血模型和领域模型的讨论，引起了大家的广泛热烈的讨论，但是讨论(或者说是争论)的结果到底怎样，我想值得商榷。问题是大家对贫血模型和领域模型都有自己的看法，如果没有对此达到概念上的共识，那么讨论的结果应该可想而知，讨论的收获也是有的，至少知道了分歧的存在。为了使问题具有确定性，我想从一个简单例子着手，用我对贫血模型和领域模型的概念来分别实现例子。至于我的理解对与否，大家可以做评判，至少有个可以评判的标准在这。

一个例子

我要举的是一个银行转帐的例子，又是一个被用滥了的例子。但即使这个例子也不是自己想出来的，而是剽窃的<<POJOs in Action>>中的例子，原谅我可怜的想像力领域模型浅析_领域模型。当钱从一个帐户转到另一个帐户时，转帐的金额不能超过第一个帐户的存款余额，余额总数不能变，钱只是从一个账户流向另一个帐户，因此它们必须在一个事务内完成，每次事务成功完成都要记录此次转帐事务，这是所有的规则。

贫血模型

我们首先用贫血模型来实现。所谓贫血模型就是模型对象之间存在完整的关联(可能存在多余的关联)，但是对象除了get和set方外外几乎就没有其它的方法，整个对象充当的就是一个数据容器，用C语言的话来说就是一个结构体，所有的业务方法都在一个无状态的Service类中实现，Service类仅仅包含一些行为。这是Java Web程序采用的最常用开发模型，你可能采用的就是这种方法，虽然可能不知道它有个“贫血模型”的称号，这要多亏Martin Flower(这个家伙惯会发明术语！)。

包结构

在讨论具体的实现之前，我们先来看来贫血模型的包结构，以便对此有个大概的了解。

贫血模型的实现一般包括如下包：

dao：负责持久化逻辑
model：包含数据对象，是service操纵的对象
service：放置所有的服务类，其中包含了所有的业务逻辑
facade：提供对UI层访问的入口

代码实现

先看model包的两个类，Account和TransferTransaction对象，分别代表帐户和一次转账事务。由于它们不包含业务逻辑，就是一个普通的Java Bean，下面的代码省略了get和set方法。

Java代码

public class Account {
private String accountId;
private BigDecimal balance;
public Account() {}
public Account(String accountId, BigDecimal balance) {
this.accountId = accountId;
this.balance = balance;
}
// getter and setter ....
}

Java代码

public class TransferTransaction {
private Date timestamp;
private String fromAccountId;
private String toAccountId;
private BigDecimal amount;
public TransferTransaction() {}
public TransferTransaction(String fromAccountId, String toAccountId, BigDecimal amount, Date timestamp) {
this.fromAccountId = fromAccountId;
this.toAccountId = toAccountId;
this.amount = amount;
this.timestamp = timestamp;
}
// getter and setter ....
}

这两个类没什么可说的，它们就是一些数据容器。接下来看service包中TransferService接口和它的实现 TransferServiceImpl。TransferService定义了转账服务的接口，TransferServiceImpl则提供了转账服务的实现。

Java代码

public interface TransferService {
TransferTransaction transfer(String fromAccountId, String toAccountId, BigDecimal amount)
throws AccountNotExistedException, AccountUnderflowException;
}

Java代码

public class TransferServiceImpl implements TransferService {
private AccountDAO accountDAO;
private TransferTransactionDAO transferTransactionDAO;
public TransferServiceImpl(AccountDAO accountDAO,
TransferTransactionDAO transferTransactionDAO) {
this.accountDAO = accountDAO;
this.transferTransactionDAO = transferTransactionDAO;
}
public TransferTransaction transfer(String fromAccountId, String toAccountId,
BigDecimal amount) throws AccountNotExistedException, AccountUnderflowException {
Validate.isTrue(amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) > 0);
Account fromAccount = accountDAO.findAccount(fromAccountId);
if (fromAccount == null) throw new AccountNotExistedException(fromAccountId);
if (fromAccount.getBalance().compareTo(amount) < 0) {
throw new AccountUnderflowException(fromAccount, amount);
}
Account toAccount = accountDAO.findAccount(toAccountId);
if (toAccount == null) throw new AccountNotExistedException(toAccountId);
fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance().subtract(amount));
toAccount.setBalance(toAccount.getBalance().add(amount));
accountDAO.updateAccount(fromAccount); // 对Hibernate来说这不是必须的
accountDAO.updateAccount(toAccount); // 对Hibernate来说这不是必须的
return transferTransactionDAO.create(fromAccountId, toAccountId, amount);
}
}

TransferServiceImpl类使用了AccountDAO和TranferTransactionDAO，它的transfer方法负责整个转帐操作，它首先判断转帐的金额必须大于0，然后判断fromAccountId和toAccountId是一个存在的Account的 accountId，如果不存在抛AccountNotExsitedException。接着判断转帐的金额是否大于fromAccount的余额，如果是则抛AccountUnderflowException。接着分别调用fromAccount和toAccount的setBalance来更新它们的余额。最后保存到数据库并记录交易。TransferServiceImpl负责所有的业务逻辑，验证是否超额提取并更新帐户余额。一切并不复杂，对于这个例子来说，贫血模型工作得非常好！这是因为这个例子相当简单，业务逻辑也不复杂，一旦业务逻辑变得复杂，TransferServiceImpl就会膨胀。

优缺点

贫血模型的优点是很明显的：

被许多程序员所掌握，许多教材采用的是这种模型，对于初学者，这种模型很自然，甚至被很多人认为是java中最正统的模型。
它非常简单，对于并不复杂的业务(转帐业务)，它工作得很好，开发起来非常迅速。它似乎也不需要对领域的充分了解，只要给出要实现功能的每一个步骤，就能实现它。
事务边界相当清楚，一般来说service的每个方法都可以看成一个事务，因为通常Service的每个方法对应着一个用例。（在这个例子中我使用了facade作为事务边界，后面我要讲这个是多余的)

其缺点为也是很明显的：

所有的业务都在service中处理，当业越来越复杂时，service会变得越来越庞大，最终难以理解和维护。
将所有的业务放在无状态的service中实际上是一个过程化的设计，它在组织复杂的业务存在天然的劣势，随着业务的复杂，业务会在service中多个方法间重复。
当添加一个新的UI时，很多业务逻辑得重新写。例如，当要提供Web Service的接口时，原先为Web界面提供的service就很难重用，导致重复的业务逻辑（在贫血模型的分层图中可以看得更清楚），如何保持业务逻辑一致是很大的挑战。

领域模型

接下来看看领域驱动模型，与贫血模型相反，领域模型要承担关键业务逻辑，业务逻辑在多个领域对象之间分配，而Service只是完成一些不适合放在模型中的业务逻辑，它是非常薄的一层，它指挥多个模型对象来完成业务功能。

包结构

领域模型的实现一般包含如下包：

infrastructure: 代表基础设施层，一般负责对象的持久化。
domain：代表领域层。domain包中包括两个子包，分别是model和service。model中包含模型对象，Repository（DAO)接口。它负责关键业务逻辑。service包为一系列的领域服务，之所以需要service，按照DDD的观点，是因为领域中的某些概念本质是一些行为，并且不便放入某个模型对象中。比如转帐操作，它是一个行为，并且它涉及三个对象，fromAccount，toAccount和TransferTransaction，将它放入任一个对象中都不好。
application: 代表应用层，它的主要提供对UI层的统一访问接口，并作为事务界限。

代码实现

现在来看实现，照例先看model中的对象：

Java代码

public class Account {
private String accountId;
private BigDecimal balance;
private OverdraftPolicy overdraftPolicy = NoOverdraftPolicy.INSTANCE;
public Account() {}
public Account(String accountId, BigDecimal balance) {
Validate.notEmpty(accountId);
Validate.isTrue(balance == null || balance.compareTo(BigDecimal.ZERO) >= 0);
this.accountId = accountId;
this.balance = balance == null ? BigDecimal.ZERO : balance;
}
public String getAccountId() {
return accountId;
}
public BigDecimal getBalance() {
return balance;
}
public void debit(BigDecimal amount) throws AccountUnderflowException {
Validate.isTrue(amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) > 0);
if (!overdraftPolicy.isAllowed(this, amount)) {
throw new AccountUnderflowException(this, amount);
}
balance = balance.subtract(amount);
}
public void credit(BigDecimal amount) {
Validate.isTrue(amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) > 0);
balance = balance.add(amount);
}
}

与贫血模型的区别在于Account类中包含业务方法(credit,debit)，注意没有set方法，对Account的更新是通过业务方法来更新的。由于“不允许从帐户取出大于存款余额的资金”是一条重要规则，将它放在一个单独的接口OverdraftPolicy中，也提供了灵活性，当业务规则变化时，只需要改变这个实现就可以了。

TransferServiceImpl类：

Java代码

public class TransferServiceImpl implements TransferService {
private AccountRepository accountRepository;
private TransferTransactionRepository transferTransactionRepository;
public TransferServiceImpl(AccountRepository accountRepository,
TransferTransactionRepository transferTransactionRepository) {
this.accountRepository = accountRepository;
this.transferTransactionRepository = transferTransactionRepository;
}
public TransferTransaction transfer(String fromAccountId, String toAccountId,
BigDecimal amount) throws AccountNotExistedException, AccountUnderflowException {
Account fromAccount = accountRepository.findAccount(fromAccountId);
if (fromAccount == null) throw new AccountNotExistedException(fromAccountId);
Account toAccount = accountRepository.findAccount(toAccountId);
if (toAccount == null) throw new AccountNotExistedException(toAccountId);
fromAccount.debit(amount);
toAccount.credit(amount);
accountRepository.updateAccount(fromAccount); // 对Hibernate来说这不是必须的
accountRepository.updateAccount(toAccount); // 对Hibernate来说这不是必须的
return transferTransactionRepository.create(fromAccountId, toAccountId, amount);
}
}

与贫血模型中的TransferServiceImpl相比，最主要的改变在于业务逻辑被移走了，由Account类来实现。对于这样一个简单的例子，领域模型没有太多优势，但是仍然可以看到代码的实现要简单一些。当业务变得复杂之后，领域模型的优势就体现出来了。

优缺点

其优点是：

领域模型采用OO设计，通过将职责分配到相应的模型对象或Service，可以很好的组织业务逻辑，当业务变得复杂时，领域模型显出巨大的优势。
当需要多个UI接口时，领域模型可以重用，并且业务逻辑只在领域层中出现，这使得很容易对多个UI接口保持业务逻辑的一致(从领域模型的分层图可以看得更清楚)。

其缺点是：

对程序员的要求较高，初学者对这种将职责分配到多个协作对象中的方式感到极不适应。
领域驱动建模要求对领域模型完整而透彻的了解，只给出一个用例的实现步骤是无法得到领域模型的，这需要和领域专家的充分讨论。错误的领域模型对项目的危害非常之大，而实现一个好的领域模型非常困难。
对于简单的软件，使用领域模型，显得有些杀鸡用牛刀了。

我的看法

这部分我将提出一些可能存在争议的问题并提出自己的看法。

软件分层

理解软件分层、明晰每层的职责对于理解领域模型以及代码实现是有好处的。软件一般分为四层，分别为表示层，应用层，领域层和基础设施层。软件领域中另外一个著名的分层是TCP/IP分层，分为应用层,运输层,网际层和网络接口层。我发现它们之间存在对应关系，见下表：

TCP/IP分层	软件分层
		表示层	负责向用户显示信息。
应用层	负责处理特定的应用程序细节。如FTP,SMTP等协议。	应用层	定义软件可以完成的工作，指挥领域层的对象来解决问题。它不负责业务逻辑，是很薄的一层。
运输层	两台主机上的应用程序提供端到端的通信。主要包括TCP,UDP协议。	领域层	负责业务逻辑，是业务软件的核心。
网际层	处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。主要包括IP协议。
网络接口层	操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。	基础设施层	为上层提供通用技术能力，如消息发送，数据持久化等。

对于TCP/IP来说，运输层和网际层是最核心的，这也是TCP/IP名字的由来，就像领域层也是软件最核心的一层。可以看出领域模型的包结构与软件分层是一致的。在软件分层中，表示层、领域层和基础设施层都容易理解，难理解的是应用层，很容易和领域层中Service混淆。领域Service属于领域层，它需要承担部分业务概念，并且这个业务概念不易放入模型对象中。应用层服务不承担任何业务逻辑和业务概念，它只是调用领域层中的对象（服务和模型）来完成自己的功能。应用层为表示层提供接口，当UI接口改变一般也会导致应用层接口改变，也可能当UI接口很相似时应用层接口不用改变，但是领域层 (包括领域服务)不能变动。例如一个应用同时提供Web接口和Web Service接口时，两者的应用层接口一般不同，这是因为Web Service的接口一般要粗一些。可以和TCP/IP的层模型进行类比，开发一个FTP程序和MSN聊天程序，它们的应用层不同，但是可以同样利用 TCP/IP协议，TCP/IP协议不用变。与软件分层不同的是，当同样开发一个FTP程序时，如果只是UI接口不同，一个是命令行程序，一个是图形界面，应用层不用变（利用的都是FTP服务）。下图给出领域模型中的分层：

Repository接口属于领域层

可能有人会将Repository接口，相当于贫血模型中的DAO接口，归于基础设施层，毕竟在贫血模型中DAO是和它的实现放在一起。这就涉及 Repository 接口到底和谁比较密切？应该和domain层比较密切，因为Repository接口是由domain层来定义的。用TCP/IP来类比，网际层支持标准以太网、令牌环等网络接口，支持接口是在网际层中定义的，没有在网际层定义的网络接口是不能被网际层访问的。那么为什么在贫血模型中DAO的接口没有放在 model包中，这是因为贫血模型中DAO的接口是由service来定义的，但是为什么DAO接口也没有放在service包中，我无法解释，按照我的观点DAO接口放在service包中要更好一些，将DAO接口放在dao包或许有名称上对应的考虑。对于领域模型，将Repository接口放入 infrastructure包中会引入包的循环依赖，Repository依赖Domain，Domain依赖Repository。然而对于贫血模型，将DAO接口放入dao包中则不会引入包循环依赖，只有service对DAO和model的依赖，而没有反方向的依赖，这也导致service包很不稳定，service又正是放置业务逻辑的地方。JDepend这个工具可以检测包的依赖关系。

贫血模型中Facade有何用？

我以前的做一个项目使用的就是贫血模型，使用了service和facade，当我们讨论service和facade有什么区别时，很少有人清楚，最终结果facade就是一个空壳，它除了将方法实现委托给相应的service方法，不做任何事，它们的接口中的方法都一样。Facade应该是主要充当远程访问的门面，这在EJB时代相当普遍，自从Rod Johson叫嚷without EJB之后，大家对EJB的热情降了很多，对许多使用贫血模型的应用程序来说，facade是没有必要的。贫血模型中的service在本质上属于应用层的东西。当然如果确实需要提供远程访问，那么远程Facade(或许叫做Remote Service更好)也是很有用的，但是它仍然属于应用层，只不过在技术层面上将它的实现委托给对应的Service。下图是贫血模型的分层：

从上面的分层可以看出贫血模型实际上相当于取消掉了领域层，因为领域层并没有包含业务逻辑。

DAO到底有没有必要？

贫血模型中的DAO或领域模型中的Repository到底有没有必要？有人认为DAO或者说Repository是充血模型的大敌，对此我无论如何也不赞同。DAO或Repository是负责持久化逻辑的，如果取消掉DAO或Repository，将持久化逻辑直接写入到model对象中，势必造成model对象承担不必要的职责。虽然现在的ORM框架已经做得很好了，持久化逻辑还是需要大量的代码，持久化逻辑的掺入会使model中的业务逻辑变得模糊。允许去掉DAO的一个必要条件就是Java的的持久化框架必须足够先进，持久化逻辑的引入不会干扰业务逻辑，我认为这在很长一段时间内将无法做到。在rails中能够将DAO去掉的原因就是rail中实现持久化逻辑的代码很简洁直观，这也与ruby的表达能力强有关系。DAO的另外一个好处隔离数据库，这可以支持多个数据库，甚至可以支持文件存储。基于DAO的这些优点，我认为，即使将来Java的持久化框架做得足够优秀，使用DAO将持久化逻辑从业务逻辑中分离开来还是十分必要的，况且它们本身就应该分离。

结束语

在这篇文章里，我使用了一个转帐例子来描述领域模型和贫血模型的不同，实现代码可以从附件中下载，我推荐你看下附件代码，这会对领域模型和贫血模型有个更清楚的认识。我谈到了软件的分层，以及贫血模型和领域模型的实现又是怎样对应到这些层上去的，最后是对DAO(或Repository)的讨论。以上只是我个人观点，如有不同意见欢迎指出。

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