DDD中分层架构

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发布时间：2019-06-19

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在分解复杂的软件系统时，分层是我们最常用的手段之一。然而，在领域驱动设计中，层次和包的划分看起来与我们的结构又有一定区别，本文主要讨论DDD中的分层架构及每层的意义，以及与传统的三层架构的区别。

1. 为什么要分层

软件设计中分层的设计随处可见，但是分层能带来什么好处呢？或者说，我们为什么要考虑分层架构呢？

由于现实世界的复杂性，分层可以提供一个相对高层的视角来分解和简化我们的问题，此外分层也可带来可测试、可维护性、灵活性、可扩展性等方面的好处。

简化复杂性，关注点分离，结构清晰；

降低耦合度，隔离层次，降低依赖（上层无需关注下层具体实现），利于分工、测试和维护（可维护性）；

提高灵活性，可以灵活替换某层的实现；

提高扩展性，方便实现分布式部署；

看起来十分简单，好像就是把系统划分为一定的层数，并把他们堆叠组织起来。但是，当落实到具体的实践时，如何划分、各层存在的意义、如何取舍以及相应的依赖关系却并没有想象中那么容易，边界的重合部分、不同场景下关注点、层次内部的具体分解以及层次的粒度等都是我们需要考虑的问题。

2. 什么是分层架构

2.1 分层的历史

最广为人知的应该就是经典的：展示层、业务逻辑层、数据访问层。

Martin Fowler在《企业应用架构模式》中也是类似的三层进行展开的：表现层，领域层，数据源层。

还有各种其他分层架构，这里就不一一描述了。

面对如此多的分层架构，我们不禁思考，他们分层的依据又是什么？能否抽象出一些相同点和不同点？又该在什么时候加入哪些合适的中间层？在实践中我们又该采取怎样的架构呢?

2.2 分层的本质

分层其实是把一系列相同或相似的对象进行分类放在同一层，然后根据他们之间的依赖关系再确定上下层次关系。可以看出，分层的核心在于分类和关联。

通常，我们可以将系统划分为变化较大的业务部分和相对稳定的技术部分；对于业务来说，又可划分为展示部分（前台）和内部处理逻辑（后台）两大部分；展示又可分为数据/页面部分和接口部分。如此不断的进行细分和抽象，我们可以迭代出更细粒度的分类/层次，如下所示：

业务：需要重点关注，我们的目的也是分离出具体的业务领域逻辑：

外部展示（表现层/接口层）：数据、页面（web）、远程接口（interface/api）

内部逻辑处理：应用逻辑（应用层/服务层）、具体业务逻辑（领域层）

技术：相对稳定，具体业务无关（基础设施层）

数据访问（数据访问层）

日志、安全、异常、缓存等

当然，分类并不唯一，基于不同的视角我们可能会有不同的分类标准。比如数据访问层也可以归类到业务相关/内部逻辑处理的部分，因为可能涉及到一些对具体业务表的操作。

此外，根据问题领域和解决方案的复杂程度，我们可以有不同的层次。比如在业务不太复杂时，我们可以把应用层和领域层合并为一层。

3. DDD经典分层架构

上面我们在分析分层的本质时也提到了一些基本的层次和分类标准，但那只是一个非常粗粒度的划分。

在实际决策时，我们需要知道各层的职责、意义以及相应的场景；而落实到代码层面时，我们还需要知道各层所包含的具体内容、各层的一些常见的具体策略/模式、层次之间的交互/依赖关系。

首先我们来看一下Evans在《领域驱动设计》中提到的分层架构。

问：为什么要分成这样的四层？

分层主要目的是为了简化复杂性，系统中最复杂的部分应该就是我们的业务逻辑。当系统交互或者工作流比较复杂时，我们会考虑从业务逻辑中抽出这部分作为应用层。而各个领域内的代码则化为领域层，这样层级结构更加清晰。

3.1 用户界面层/表示层

用户界面层负责向用户显示信息和解释用户指令。这里指的用户可以是另一个计算机系统，不一定是使用用户界面的人。

该层包含与其他应用系统（如web服务、RMI接口或web应用程序以及批处理前端）交互的接口与通信设施。

它负责输入参数的解释、验证以及转换。另外，它也负责输出参数的序列化，如通过HTTP协议向web浏览器或web服务客户端传输HTML或XML，或远程Java客户端的DTO类和远程外观接口的序列化。

可以看出，该层的主要职责是与外部用户（包括web服务、其他系统）交互，如接受用户的反馈，展示必要的数据信息。主要包含web部分和远程服务部分等。

web部分一般包含常见的Servlet，Controller等组件，而远程接口部分主要由Facade、DTO和Assembler等构成。

Facade：远程外观，一个粗粒度的外观，不含任何领域逻辑

DTO：数据传输对象

Assembler：对象组装器，负责数据传输对象与领域对象相互转换，不对外暴露

问：参数的校验为什么在用户界面层？领域层的校验和用户界面层的校验有什么不同?

校验应该取决于校验的内容，一般推荐尽早校验，不过这里主要是进行一些简单的、不涉及业务规则的校验。具体的业务规则的校验放在领域层。

问：为什么需要DTO？DTO和VO是同一个东西吗？

领域对象关系比较复杂，很难序列化，而且用户很多时候并不需要整个模型，大部分时候需要的只是其中的一部分内容，DTO可以有效减少网络调用的开销。此外，领域模型内部的逻辑也无需暴露给外部。

DTO一般用于远程服务，如果是内部使用的话，一般可以直接使用领域对象。

VO中有前端状态信息，比如成功失败等。

问：为什么需要Assembler？

主要目的是解耦，负责数据传输对象和领域对象之间的相互转换。BeanUtils也可以做到相应的功能（dozer相对好一些），不过Assembler更为清晰，安全与可控，缺点在于手工代码量稍多。

3.2 应用层

应用层定义了软件要完成的任务，并且指挥表达领域概念的对象来解决问题。该层所负责的工作对业务来说意义重大，也是与其他系统的应用层进行交互的必要通道。

应用层要尽量简单。它不包含任务业务规则或知识，只是为了下一层的领域对象协助任务、委托工作。它没有反映业务情况的状态，但它可以具有反映用户或程序的某个任务的进展状态。

应用层主要负责组织整个应用的流程，是面向用例设计的。该层非常适合处理事务，日志和安全等。相对于领域层，应用层应该是很薄的一层。它只是协调领域层对象执行实际的工作。

综上所述，应用层是表达user case和user story的主要手段，主要用于协调领域模型与其他应用组件的工作（并不处理业务逻辑）。

应用层中主要组件是Service，因为主要职责是协调各组件工作，所以通常会与多个组件交互，如其他Service，领域对象，Repostitory等。

一种比较常见的做法是：应用层通常接受来自用户界面层的参数，再通过Repostitory获取到聚合示例，然后执行相应的命令操作（很薄的一层）。

问：为什么要有应用层？

业务比较复杂时，我们会从业务逻辑中拆分出应用层和领域层。

如果在领域对象中事先针对具体应用的逻辑，会降低应用之间的可重用性。

此外，如果将来需要加工作流之类的工具来实现应用逻辑，如果之前是混杂在一起的话则不好拆分。

3.3 领域层/模型层

领域层主要负责表达业务概念，业务状态信息和业务规则。

Domain层是整个系统的核心层，几乎全部的业务逻辑会在该层实现。

领域模型层主要包含以下的内容：

实体(Entities):具有唯一标识的对象

值对象(Value Objects): 无需唯一标识

领域服务(Domain Services): 一些行为无法归类到实体对象或值对象上，本质是一些操作，而非事物

聚合/聚合根(Aggregates & Aggregate Roots): 聚合是指一组具有内聚关系的相关对象的集合，每个聚合都有一个root和boundary

工厂(Factories): 创建复杂对象，隐藏创建细节

仓储(Repository): 提供查找和持久化对象的方法

关于各个元素的具体含义、职责以及相关误区，可参考.

对于这些具体的对象，可定义一些标准领的Annotation来规范。

3.4 基础设施层

基础设施层为上面各层提供通用的技术能力：为应用层传递消息，为领域层提供持久化机制，为用户界面层绘制屏幕组件。

基础设施层以不同的方式支持所有三个层，促进层之间的通信。

基础设施包括独立于我们的应用程序存在的一切：外部库，数据库引擎，应用程序服务器，消息后端等。

作为基础设施层，Infrastructure为Interfaces、Application和Domain三层提供支撑。所有与具体平台、框架相关的实现会在Infrastructure中提供，避免三层特别是Domain层掺杂进这些实现，从而“污染”领域模型。Infrastructure中最常见的一类设施是对象持久化的具体实现。

问: Repository作用是什么？和DAO的关系

之前对Repository也曾有过误解（在我们的系统中有一个repository层位于dao和service之间）。

DAO主要是从数据库表的角度来看待问题的，并且提供CRUD操作（只是对数据库表的一个封装），是一种面向数据处理的风格（事务脚本）；

而Repository(资源库)和Data Mapper(数据映射器)更加面向对象，通常用于领域模型中。

因为数据访问层的暴露可能会破坏对象的封装性，对象的关系和数据一致性也难以维护，所以 应该尽量避免在领域模型中使用DAO模式，推荐使用聚合本身来管理业务逻辑。