在前面几节课中,我们学习了面向对象的一些理论知识,比如,面向对象四大特性、接口和抽象类、面向对象和面向过程编程风格、基于接口而非实现编程和多用组合少用继承设计思想等等。接下来,我们再用四节课的时间,通过两个更加贴近实战的项目来进一步学习,如何将这些理论应用到实际的软件开发中。

据我了解,大部分工程师都是做业务开发的,所以,今天我们讲的这个实战项目也是一个典型的业务系统开发案例。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。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。

考虑到你有可能不太了解我刚刚提到的这几个概念,所以,在正式进入实战项目的讲解之前,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?

好了,让我们带着这些问题,正式开始今天的学习吧!

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,为了统一我们之间对 MVC 的认识,我还是带你一块来回顾一下,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。

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?

实际上,你可能一直都在用贫血模型做开发,只是自己不知道而已。不夸张地讲,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给你解释一下。

////////// 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.getUserById(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;

}


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。

从代码中,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,就叫作贫血模型(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,是典型的面向对象编程风格。

接下来,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。

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,今天我们只是简单地介绍了一下。在下一节课中,我会结合具体的项目,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,我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?

既然基于贫血模型的开发模式已经成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 Entity、BO、VO,然后模板式地往对应的 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。

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

今天的内容到此就讲完了,我们来一起回顾一下,你应该掌握的重点内容。

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,在专栏中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。