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【设计模式之美】笔记 Part 2

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领域驱动设计(Domain Driven Design,简称 DDD)。

什么是基于贫血模型的传统开发模式?

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。

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)。

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?

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。

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。

为什么基于贫血模型的传统开发模式如此受欢迎?

  • 系统业务可能都比较简单,简单到就是基于 SQL 的 CRUD 操作
  • 充血模型的设计要比贫血模型更加有难度。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。
  • 思维已固化,转型有成本。

什么项目应该考虑使用基于充血模型的 DDD 开发模式?

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。

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。

DDD 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。

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一个虚拟钱包系统

充值、提现、支付、查询余额、查询交易流水。甚至还有冻结、透支、转赠等。

整个钱包系统一部分单纯跟应用内的虚拟钱包账户打交道,另一部分单纯跟银行账户打交道。我们基于这样一个业务划分,给系统解耦,将整个钱包系统拆分为两个子系统:虚拟钱包系统和三方支付系统。

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不保证数据的强一致性,只实现数据的最终一致性。

public class VirtualWalletService {
// 通过构造函数或者 IOC 框架注入
private VirtualWalletRepository walletRepo;
private VirtualWalletTransactionRepository transactionRepo;

public VirtualWallet getVirtualWallet(Long walletId ) {
VirtualWalletEntity walletEntity = walletRepo.getWalletEntity(walletId);
VirtualWallet wallet = convert(walletEntity);
return wallet;
}

public BigDecimal getBalance(Long walletId) {
return virtualWalletRepo.getBalance(walletId);
}

public void debit(Long walletId, BigDecimal amount) {
VirtualWalletEntity walletEntity = walletRepo.getWalletEntity(walletId);

// 贫血型
// BigDecimal balance = walletEntity.getBalance();
// if (balance.compareTo(amount) < 0) {
// throw new NoSufficientBalanceException(...);
// }
// walletRepo.updateBalance(walletId, balance.subtract(amount));

// DDD
VirtualWallet wallet = convert(walletEntity);
wallet.debit(amount);
walletRepo.updateBalance(walletId, wallet.balance());
}

public void credit(Long walletId, BigDecimal amount) {
VirtualWalletEntity walletEntity = walletRepo.getWalletEntity(walletId);

// 贫血型
// BigDecimal balance = walletEntity.getBalance();
// walletRepo.updateBalance(walletId, balance.add(amount));

// DDD
VirtualWallet wallet = convert(walletEntity);
wallet.credit(amount);
walletRepo.updateBalance(walletId, wallet.balance());
}

public void transfer(Long fromWalletId, Long toWalletId, BigDecimal amount) {
VirtualWalletTransactionEntity transactionEntity = new VirtualWalletTransactionEntity();
transactionEntity.setAmount(amount);
transactionEntity.setCreateTime(System.currentTimeMillis());
transactionEntity.setFromWalletId(fromWalletId);
transactionEntity.setToWalletId(toWalletId);
transactionEntity.setStatus(Status.TO_BE_EXECUTED);
Long transactionId = transactionRepo.saveTransaction(transactionEntity);
try {
debit(fromWalletId, amount);
credit(toWalletId, amount);
} catch (InsufficientBalanceException e) {
transactionRepo.updateStatus(transactionId, Status.CLOSED);
// ...rethrow exception e...
} catch (Exception e) {
transactionRepo.updateStatus(transactionId, Status.FAILED);
// ...rethrow exception e...
}
transactionRepo.updateStatus(transactionId, Status.EXECUTED);
}
}

领域模型 VirtualWallet 类很单薄,包含的业务逻辑很简单。相对于原来的贫血模型的设计思路,这种充血模型的设计思路,貌似并没有太大优势。这也是大部分业务系统都使用基于贫血模型开发的原因。不过,如果虚拟钱包系统需要支持更复杂的业务逻辑,那充血模型的优势就显现出来了。比如,我们要支持透支一定额度和冻结部分余额的功能。这个时候,我们重新来看一下 VirtualWallet 类的实现代码。

public class VirtualWallet {
private Long id;
private Long createTime = System.currentTimeMillis();
private BigDecimal balance = BigDecimal.ZERO;
private boolean isAllowedOverdraft = true;
private BigDecimal overdraftAmount = BigDecimal.ZERO;
private BigDecimal frozenAmount = BigDecimal.ZERO;

public VirtualWallet(Long preAllocatedId) {
this.id = preAllocatedId;
}

public BigDecimal balance() {
return this.balance;
}

public BigDecimal getAvaliableBalance() {
BigDecimal totalAvaliableBalance = this.balance.subtract(this.frozenAmount);
if (isAllowedOverdraft) {
totalAvaliableBalance += this.overdraftAmount;
}
return totalAvaliableBalance;
}

public void debit(BigDecimal amount) {}
public void credit(BigDecimal amount) {}

public void freeze(BigDecimal amount) { ... }
public void unfreeze(BigDecimal amount) { ...}
public void increaseOverdraftAmount(BigDecimal amount) { ... }
public void decreaseOverdraftAmount(BigDecimal amount) { ... }
public void closeOverdraft() { ... }
public void openOverdraft() { ... }
}

如果功能继续演进,我们可以增加更加细化的冻结策略、透支策略、支持钱包账号(VirtualWallet id 字段)自动生成的逻辑(不是通过构造函数经外部传入 ID,而是通过分布式 ID 生成算法来自动生成 ID)等等。

辩证思考与灵活应用

两种代码设计与实现中,并没有完全将 Service 类去掉,这是为什么?或者说,Service 类在这种情况下担当的职责是什么?哪些功能逻辑会放到 Service 类中?

  1. Service 类负责与 Repository 交流。获取数据库中的数据,转化成领域模型 VirtualWallet,然后由领域模型 VirtualWallet 来完成业务逻辑,最后调用 Repository 类的方法,将数据存回数据库。之所以让 VirtualWalletService 类与 Repository 打交道,而不是让领域模型 VirtualWallet 与 Repository 打交道,那是因为我们想保持领域模型的独立性,不与任何其他层的代码(Repository 层的代码)或开发框架(比如 Spring、MyBatis)耦合在一起,将流程性的代码逻辑(比如从 DB 中取数据、映射数据)与领域模型的业务逻辑解耦,让领域模型更加可复用。
  2. Service 类负责跨领域模型的业务聚合功能。VirtualWalletService 类中的 transfer() 转账函数会涉及两个钱包的操作,因此这部分业务逻辑无法放到 VirtualWallet 类中,所以,我们暂且把转账业务放到 VirtualWalletService 类中了。当然,虽然功能演进,使得转账业务变得复杂起来之后,我们也可以将转账业务抽取出来,设计成一个独立的领域模型。
  3. Service 类负责一些非功能性及与三方系统交互的工作。比如幂等、事务、发邮件、发消息、记录日志、调用其他系统的 RPC 接口等,都可以放到 Service 类中。

小结

基于充血模型的 DDD 开发模式跟基于贫血模型的传统开发模式相比,主要区别在 Service 层。在基于充血模型的开发模式下,我们将部分原来在 Service 类中的业务逻辑移动到了一个充血的 Domain 领域模型中,让 Service 类的实现依赖这个 Domain 类。

在基于充血模型的 DDD 开发模式下,Service 类并不会完全移除,而是负责一些不适合放在 Domain 类中的功能。比如,负责与 Repository 层打交道、跨领域模型的业务聚合功能、幂等事务等非功能性的工作。

基于充血模型的 DDD 开发模式跟基于贫血模型的传统开发模式相比,Controller 层和 Repository 层的代码基本上相同。这是因为,Repository 层的 Entity 生命周期有限,Controller 层的 VO 只是单纯作为一种 DTO。两部分的业务逻辑都不会太复杂。业务逻辑主要集中在 Service 层。所以,Repository 层和 Controller 层继续沿用贫血模型的设计思路是没有问题的。

遗留问题:Entity 与 Domain 的转换应该放在哪里?

13 如何对接口鉴权这样一个功能开发做面向对象分析?

面向对象分析(OOA)、面向对象设计(OOD)、面向对象编程(OOP),是面向对象开发的三个主要环节。

我们需要通过沟通、挖掘、分析、假设、梳理,搞清楚具体的需求有哪些,哪些是现在要做的,哪些是未来可能要做的,哪些是不用考虑做的。

加密之后的密码及 AppID,可能被 重放攻击

调用方将请求接口的 URL 跟 AppID、密码拼接在一起,然后进行加密,生成一个 token。

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这样的设计仍然存在重放攻击的风险。

为了解决这个问题,我们可以进一步优化 token 生成算法,引入一个随机变量,让每次接口请求生成的 token 都不一样。

微服务端在收到这些数据之后,会验证当前时间戳跟传递过来的时间戳,是否在一定的时间窗口内(比如一分钟)。

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  1. 把 URL、AppID、密码、时间戳拼接为一个字符串;
  2. 对字符串通过加密算法加密生成 token;
  3. 将 token、AppID、时间戳拼接到 URL 中,形成新的 URL;
  4. 解析 URL,得到 token、AppID、时间戳等信息;
  5. 从存储中取出 AppID 和对应的密码;
  6. 根据时间戳判断 token 是否过期失效;
  7. 验证两个 token 是否匹配;

1、2、6、7 都是跟 token 有关,负责 token 的生成、验证;3、4 都是在处理 URL,负责 URL 的拼接、解析;5 是操作 AppID 和密码,负责从存储中读取 AppID 和密码。AuthToken、Url、CredentialStorage。

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– EOF –