实战DDD(Domain-Driven Design领域驱动设计:Evans DDD)

面向对象与领域建模
板桥里人http://www.jdon.com 2006/12/6（转载请保留）

如果没有多变的需求，也许就没有今天的面向对象软件，我们曾经试图通过需求管理、需求跟踪等等管理方式约束和减少需求频繁更新带给软件的冲击，可是这样下去的结果只有一个：使得软件更加僵化；或者程序员更加 劳累。

　　需求不但多变，而且经常是不可能第一次就能掌握，需求反映了某个领域的专业知识，例如数学、管理、财务或 电子商务等等，每个特定案例需求又有其特别复杂之处，几乎没有人能够第一次接触就可以深入掌握这些专业领域的 需求本质，就是专门的建模专家也不例外。

　　既然需求是多变而且复杂的，所以，就不能使用“堵”式方法对其进行控制和管理，只能顺势而为，通过灵活多变的 以及迭代反复的方式逐步抓住需求，并且作为需求的实现软件系统必须能够迅速应对需求变化，需求变化有多快，软件 变化就有多快。

　　因此，对于多变的需求，我们的解决之道是：引入灵活多变的架构，面向对象OO架构正是应对多变需求而生，强调软件的可维护性 和拓展性，OO可能不是最好方式，但是目前是最合适的；对于复杂的需求，我们的解决之道是：委派专门的建模专家跟踪理解需求， 在需求和需求实现之间搭建桥梁，项目方法上采取多次迭代的敏捷软件开发方式，逐步了解学习掌握需求。

　　在这里稍微说明一下，很多人总是将软件和数学、管理、财务混为一谈，其实软件本身就是一门独立的专业，是为 数学、管理。财务等专业领域服务的，不能期望软件人员也是其他领域专业人员，可是在中国现实中，很多人总是 无法分辨，例如某局长将整个机关考核信息化的任务交给电脑中心，这就是将考核管理专业和软件专业混同的例子， 在考核管理和软件之间需要一个领域建模专家，由他来理解或者设计考核管理体系，然后通过模型，表达成 软件人员能够看懂的符号，软件人员通过模型了解领域。

　　曾经有需求专家呼吁：最好将需求给所有软件人员都了解，需求专家和一般软件人员一起工作，这些想法的本质是 好的，但是不可能实现的，不可能每个软件人员不但了解软件架构和OO思想；还能够掌握另外一个专业领域的艰深知识， 所以，现在我们提出：将领域专家建立的统一领域模型让所有软件人员都了解，让一般软件人员围绕领域模型工作，这样 的方式才切实可行。

需求分析方法演变

　　历史上，对需求分析方法可以说经过三个阶段：

　　第一阶段：围绕数据库的驱动的分析设计，新软件项目总是从设计数据库及其字段开始。这个阶段特征就是围绕数据库编程，典型的是 DBase/Foxpro，以及后来的Delphi/VB技术。

　　这种围绕数据库分析设计的缺点非常明显：首先，不能迅速有效全面认识反映需求，世界不只是由简单的关系数据组成，而且 使用关系数据来反映现实需求，不符合人类自然思维（OO才是），是一种扭曲的分析方法，特别对于初学者，他们接受数据库分析方法的难度反而可能会大于OO分析方法，现在很多职业学校和社会培训，基础课程从数据库开始，从某种程度上，是历史倒退， 严重阻碍中国软件发展的进程。

　　围绕数据库分析极其容易导致过程化设计编程，围绕数据分析和过程化编程是一对恶魔，数据库结构确立后，就让普通程序员写SQL 语句，SQL语句执行有明显的先后顺序，在这样顺序过程编程思维中，OO思维就难以生存。长此以往，成为习惯后，就很难改变到 OO设计上，所以，传统编程经验越丰富，转变到OO设计就越难。

　　在运行性能方面：围绕数据库分析设计容易导致软件运行时负载集中在数据库端，系统性能难于扩展（走上集中式、昂贵的、高风险的大型机模式）， 闲置了中间件J2EE服务器分布式集群处理能力，就是使用了集群，也分担不了负载。

　　最后，我们必须认识到：对象和关系数据库存在阻抗，本身是矛盾竞争的，他们是两种分析看待需求的流派，可以说是水火不容， 要么你采取数据库分析设计以及过程化编程，要么完全采取OO，现在使用.NET和Java这样OO语言的人很多，但是70%左右都是使用OO语言
编写传统过程化系统，在Java中这样做，会有极差性能；而这种现象在.NET中又极容易得到纵容，.NET是一个系列阵营，正如Windows系列一样， 当你和别人说，你在使用Windows，别人可能觉得你没有落后时代，但是他们哪里知道你在使用Windows 3.1呢？

　　第二阶段：面向对象的分析设计方法诞生后，有了专门的分析和设计阶段之分，我们使用UML符号来表达分析设计思想，分析设计进入了一个相对更高的层次，拥有了自己一套科学且艺术的方法论。但是有一个致命缺点：分析阶段和设计阶段是断裂的，互相不能很好衔接，为什么？

　　首先，我们看看分析人员和设计人员在职责重点工作是什么？
　　分析人员的职责：是负责从需求领域中收集基本概念。而设计人员的职责：必须指明一组能北项目中适应编程工具构造的组件，这些组件必须能够在目标环境中有效执行，并能够正确解决应用程序出现的问题 两个阶段两者目标不一致，分析人员只管需求分析，至于是否适合设计，或者能够导出适宜设计的分析结果，这个尺度很难衡量和把握；

　　而设计人员因为照顾代码可运行，因此，经常可能会抱怨分析员给出的结果过于粗糙，不适合设计，这样分析设计两个阶段就导致分裂，项目失败。

　　在这个阶段，虽然有UML帮助，但是UML不是思想，打个比喻：会CAD的绘图员就是建筑师吗？很显然，UML就是CAD图符号，UML不等于分析设计思想。 所以，有人说UML不是银弹，这些就象说中医不是科学一样绕人（中医就不是西医，当然就不是科学）。

　　第三阶段：融合了分析阶段和设计阶段的领域驱动设计（Evans: DDD）。2004年Eric Evans 发表Domain-Driven Design –Tackling Complexity in the Heart of Software （领域驱动设计 ）简称Evans DDD， 领域建模是一种艺术的技术，它是用来解决复杂软件快速应付变化的解决之道，所以，从Evans DDD通篇文章中，你找不到科学象征的定理和公式，当然如果 你试图寻找这样寻找，你也就陷入了“中医是不是科学”怪圈了。

　　Evans DDD抛弃了分裂分析模型与设计的做法，使用单一的模型来满足这两方面的要求。这就是领域模型。 单一的领域模型同时满足分析原型和软件设计 ，如果一个模型实现时不实用，重新寻找新模型。如果模型没有忠实表达领域关键概念时，也必须重新寻找新的模型。 建模和设计成为单个迭代循环。将领域模型和设计紧密联系。因此，建模专家必须懂设计。


领域建模的重要性

　　如果你说一个软件开发需要经过需求、分析和设计三个阶段的话，那么可能反映你的思想已经落伍，软件开发现在是 经过需求、建模阶段，混合了分析和设计阶段，可以更激进地说：我们国家的系统分析员和系统设计员考试也许应该合并了， 合并成建模专家的考试，否则，这些都是中国软件落后世界十年的证据，可悲的是：我们自己可能都不知道。

　　Evans DDD可以说是近期与SOA相提并论的两大重要技术思想，SOA是着重于软件集成方面；而EvansDDD才是着重我们软件开发上， 在大部分情况下，软件开发重要程度不亚于软件集成，但是因为软件开发方面开源力量冲击，软件集成上工业厂商利润最高， 所以，工业厂商在SOA叫得最响，我们参加得各种会议几乎都是SOA，当心被误导，工业厂商从来不会告诉你事实得争相。

　　 没有面向对象的分析设计，哪里面向对象的构件或组件？过去经验不是证明：我们使用大量的构件组件，却在编制面向过程的体系？

　　以EJB2为例子，在EJB2过去大部分系统中，我们常常以数据库为中心，实体Bean因为特殊技术原因，僵硬一块，变成数据库 的代名词，我们围绕实体Bean编制出大量的值对象Vale Obejct，或称为DTO（Data Transfer Object），在这样系统中，从对象 的名称也可以看出，对象是为数据服务的，对象从属于数据库的。

　　现在，要彻底改变过来，OO就是以对象为主，数据库是从属对象设计的，如果说EJB2的实体bean技术让你不得不走上传统过程化编程歧路，那么 EJB3已经更正了实体Bean设计缺陷，从EJB发展可以看到一个侧面：工业厂商更多关心的是功能，而不是设计？

　　只有谁才真正关心你的软件设计和代码质量？只有你自己。我不是提倡都不要参加工业厂商的会议，而是需要每个人冷静想想： 到底谁是自己代码的主人？

　　领域建模属于与具体.NET或Java技术无关的设计思想，有人总是说：.NET比Java简单，其实这又是一个大误区，如果都达到同样设计水准，无论使用.NET或Java，都需要付出同样的努力；那为什么有人觉得.NET简单，那是因为设计要求降低了，参见这篇.NET的DDD文章。

分层架构

　　分层架构是现代OO软件企业系统的基本架构，只有分层才能达到良好的可拓展性和维护性。基本三层：表现层、业务层和持久层 ;J2EE中表现层和持久层有成熟框架支持，应用重点在业务层。

　　业务层根据Evans DDD，可以再细分为应用层和领域层两种，在业务层设计编码中，大量应用OO设计原则和设计模式。领域层定义：负责表达业务领域概念、业务状态以及业务规则，是整个业务软件核心和重点。 应用层定义：负责完成功能，并且协调丰富的领域对象来实现功能，不能包括业务规则，无业务状态；

　　每个层都是内聚的，并且只依赖它的下层，为了实现各层的最大解耦，IOC/DI容器是当前Java业务层的最好选择 。

　　 没有分层架构的快速开发基本是旁门左道，不如返回Foxpro和Delphi/VB两层时代。将本属于业务层的逻辑交由表现层来处理的快速UI方式也是一种旁门左道。快速开发必须基于良好的质量，虽然良好的分层架构带来开发效率的降低，但是这些也是可以有方法解决。

建模与项目管理

　　 在我们大多数从软件项目管理上寻找软件永恒解决之道时，他们可能没有意识到又在范“缘木求鱼”老毛病了， 打个比喻很容易明白这个道理：冷兵器时代（也就是火枪没有没有发明之前），各种排兵布阵可能在作战指挥时 很有效；但是到了火器时代，所有的过去作战方式就落伍了；当然到了现在信息化战争时代，更是天壤之别。

　　 Evans DDD领域驱动建模的诞生，对过去传统的项目管理都提出挑战，当我们还在争论RUP好还是敏捷好的时候， 谁会想到我们应该采取围绕统一领域模型的迭代驱动开发呢？

　　 有人可能还在疑惑？我接到一个大项目，那么我的建模和架构设计时间应该是5个月还是5年呢？当然应该回答他：都不行，需求是多变且复杂的，计划赶不上变化，现在就应该开始DDD建模。

2004年著名建模专家Eric Evans发表了他最具影响力的著名书籍：Domain-Driven Design –Tackling Complexity in the Heart of Software（中文译名：领域驱动设计　2006年3月清华出版社译本，或称 Domain Driven-Design architecture [Evans DDD]）。

　　Martin Fowler作序说；“希望本书是一本非常有影响力的书籍,....... Eric最值得我尊敬的一个方面是他敢于讨论还未取得成功的事情”，其实，时值今年2006年，DDD开发框架已经层出不穷（如RoR、RIFE、JdonFramework等），我们项目软件包结构都变成了这样：xxx.model;xxx.service，DDD思想已经遍地开花，不能再说不成功了。

　　DDD是告诉我们如何做好业务层！并以领域驱动设计思想来选择和合适的框架，本文以基于JdonFramework开发的JiveJdon3.0说明DDD方法的实战应用。

　　首先必须认识到：领域建模是一种艺术的技术，不是数学的技术，它是用来解决复杂软件快速应付变化的解决之道（快速适应需求变化的软件复用）。

　　我们知道软件的产生过程是：分析、设计、编程、测试、部署。过去，分析领域和软件设计是分裂的，分析人员从领域中收集基本概念；而设计必须指明一组能北项目中适应编程工具构造的组件，这些组件必须能够在目标环境中有效执行，并能够正确解决应用程序出现的问题。 模型驱动设计(Model-Driven Design)抛弃了分裂分析模型与设计的做法，使用单一的模型来满足这两方面的要求。这就是领域模型。

　　单一的领域模型同时满足分析原型和软件设计，如果一个模型实现时不实用，重新寻找新模型。如果模型没有忠实表达领域关键概念时，也必须重新寻找新的模型。 建模和设计成为单个迭代循环。将领域模型和设计紧密联系。因此，建模专家必须懂设计，会编程。

分层架构

　　最初层次只分为三层：表现层、业务层和持久层；DDD其实告诉我们如何让实现业务层！

　　一位道友曾经请教层次的职责，对服务Service提出疑问。根据Eric的理论，业务层将细分为两个层次：应用层和领域层。它们的定义是：应用层：定义软件可以完成的工作，并且指挥具有丰富含义的领域对象来解决问题，保持精练；不包括业务规则或知识，无业务情况的状态； 领域层：负责表示业务概念、业务状态的信息和业务规则，是业务软件核心。

　　层次之间必须清晰分离，每个层都是内聚的，并且只依赖它的下层，为了实现各层的最大解耦，Ioc模式和Ioc容器是目前最好的选择，JdonFramework使用基于PicoContainer的Ioc容器实现了各层的松耦合；

　　Eric特别指出：那种将业务逻辑交由业务界面处理的快速UI方式是旁门左道。希望象C/S结构那样可视化拖拖图形就完成的软件开发是一种错误的方向，开发时快速，难于维护和扩展，虽然使用J2EE技术，其实是一种伪多层技术。可惜，有很多国人在疯狂开发这类工具，大有不撞南墙不低头之势，并且疯狂误导很多非专业人士，可悲可叹！如果对这段言论持不同意见，建议你购买"领域驱动设计"这本译书，见P53页。

领域模型种类

　　传统模型分为两种：实体（Entity）和值对象（value Object），现在服务（Service）成为第三种模型元素。

　　实体（Entity）定义：通过一系列连续性（continuity）和标识（identity　ID）来定义；个人认为它和分析领域的四色原型中的PPT原型非常类似，可以看成是PPT原型延续。

　　实体必须拥有自己的唯一ID，主键，如果没有一个ID标识，为每个实例加上一个具有唯一性ID，可能是内部使用。 如JiveJdon3.0中jdonframework.xml中模型增删改查CRUD配置定义：

<model key="forumId"　 class="com.jdon.jivejdon.model.Forum">
　　　　..... 　　　
</model>

　　其中，forumId是模型com.jdon.jivejdon.model.Forum的主键，唯一ID，每个模型必须有一个专家。

　　值对象（value Object）：如果一个对象代表了领域的某种描述性特征，且没有概念性的标识。个人认为它是四色原型中Description原型延续。如果我们只关心模型中一个元素的属性，那么把这个元素划为值对象。值对象是不可变的，不要给它任何标识，避免实体的维护性，降低设计复杂性。我们不关心值对象是哪个实例。

　　在JiveJdon3.0中，ForumState是一个值对象，它表示论坛当前最新帖子、论坛的主题数量和帖子数量，它的根对象是Forum，是被内聚嵌入到Forum这个实体模型中的，代码如下：

package com.jdon.jivejdon.model;




/**
* Forum State valueObject
* this is a embeded class in Forum.
* @author <a href="mailto:[e-mail]">banq</a>
*
*/
public class ForumState {

　　private int threadCount = 0; //主题数量

　　
　　private int messageCount = 0;//帖子数量


　　private ForumMessage lastPost; //最新帖子



　　public int getMessageCount() {
　　　　return messageCount;
　　}　　

　　......
}
　　同样ForumThreadState是也是一种值对象，根据Eric的值对象设计，ForumThreadState和ForumState是可以合并成一个对象的，值对象中没有ID等唯一标识。

Eric认为：服务Service是描述领域概念最自然的方式，是四色原型的MI原型的延续， 优秀服务3个特征：
　　1.与领域概念相关的操作行为、但不是实体和值对象中固有的部分。
　　2.接口根据领域模型中其他元素定义
　　3.操作是无状态的。

　　在JiveJdon3中，com.jdon.jivejdon.service.ForumService和Forum实体模型及其值对象ForumState共同完成领域模型，其中ForumService属于应用服务层；而后两者属于领域层；其他服务ForumMessageService、AccountService和UploadService等都是此类性质。

领域对象的生命周期Scope

　　Spring 1.x刚出来时确实忽悠了大家一把，因为他没有领域对象的生命周期支持，直到Spring 2.0才将如new Bean scope，当初那些疯狂捧Spring 1.x 臭脚的所谓高手是不是还是基于数据库驱动的思维，根本没有真正OO模式思维，当今天JBoss Seam、Scopes等框架开始重视对象生命周期支持后，曾经发生在Jdon社区争战硝烟已经过去，成为历史。

　　Eric认为：每个对象独有器生命周期，一个对象在创建以后，可能要经历各种不同的状态，并最终消亡。 对象生命周期由长短：临时对象；常驻内存；有的与其他对象存在复杂的依赖关系；状态变化时必须满足一些不变量的约束条件。 如何管理这些对象提出挑战！处理不好会偏离MDD的方向。

　　在生命周期中维护对象的完整性。避免模型由于管理生命周期的复杂性而陷入困境。有 三个模式来处理：聚合（Aggregate）：定义清晰的所有权和边界使模型更加紧凑，避免出现盘根错节的对象关系网；工厂（Factory）和组合（Respository）。

　　当一个对象生命周期之始，使用工厂和组合提供了访问和控制模型对象的方法，完善了MDD。 建立聚合的模型，并且把工厂和组合加入设计中来，可以使我们系统地对模型对象进行管理。 聚合圈出一个范伟，在这个范围中，对象无论在哪个生命周期，保持不变性。

　　在JiveJdon3.0中，值对象ForumState是被聚合在实体模型Forum中，Forum作为ForumState的一个根，由于它们数据必须保持一致性，不变量(invariant)是指无论何时发生数据变化必须满足一致性规则，由于根控制了访问，就无法绕过它修改内部元素，例如，如果没有Forum实体对象这个根，就无法去修改对象状态ForumState，ForumState获得是通过Forum的getter方法获得的。

　　ForumState和Forum的分离有可以使修改论坛状态数据（当发一个新帖时，必须更新当前论坛的最新帖子为该新帖），不会影响到Forum其他元素，特别是使用事务锁定时，不必锁住整个对象，见"领域驱动设计"书籍P92。

　　另外，ForumThread和ForumMessage的关联关系必设定成单向的，而不是双向的，因为领域建模中，关联越简单越好。

　　在JiveJdon3.0中，你可能注意到有一个com.jdon.jivejdon.service.factory.ForumBuilder，所有实体模型对象的获得都是从这个工厂创建出来的，我曾经徘徊过：这个工厂类是否应该属于持久层，因为JiveJdon3.0持久层没有使用Hibernate这样O/R Mapping框架，而是直接使用SQL，但是从持久层输出的都是对象，这是必须坚持的一个设计原则（好像是MF的一个什么元数据模式） 。

　　但是，Eric明确告诉我们，领域模型的工厂属于应用层，页就是还是应该处于业务层的，这样好处很多，业务层设计根本无需从Hibernate等持久层框架获得，而是从自己的工厂获得。

　　组合（Respository）又被翻译成仓储，我认为组合合适，主要用来返回一批对象，查询组合常用来返回批量查询结果，JdonFramework两个快速开发支持：批量查询其实应该是Respository的实现，实际也是过去Master-details的一种查询实现。

　　以com.jdon.jivejdon.presentation.action.ThreadListAction为例子，其功能是查询论坛Forum下所有主题ForumThread，并分页显示，实现效果按这里，我们在customizeListform方法中将根Model Forum设置进入，在threadList.jsp中，我们使用struts的标签库logic:iterator来遍历组合对象threadListform中的ForumThread集合。

失血模型

　　MF（Martin Fowler）曾经提出有名的贫血模型或失血模型，让我们好生迷惑和彷徨，他认为实体模型对象中只有弱行为setter和getter方法，没有真正行为，好像缺少血液的人，不和谐了，不少高手又被忽悠了，大谈贫血模型。

　　其实，Eric已经认为，在DDD中，领域中一些概念不能作为模型中的对象来处理的，如果将这些功能概念强行加给实体对象和值对象，破坏模型中对象的定义，人为添加没有意义的对象。服务是描述领域概念最自然的方式。

　　为了在这些大师之间取得一个平衡，有人将Model的持久化操作（CRUD行为）整入到领域模型中，这是不是违背当初Dao模式初衷，Dao模式其实是桥模式和适配器模式组合（见SUN的J2EE核心模式）。

　　无论如何，我们的DDD项目中都是以失血模型存在着，所以，Eric呼唤：建模专家必须懂得实现，懂得软件技术，MF可能会听进去的。


(以上文字源自板桥本人的第四届中国软件技术大会“领域设计建模”演讲稿 )