iT邦幫忙

第 11 屆 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 1
9

關於 Domain-Driven Design 以及他的魅力

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在我剛開始工作時,曾思考這個行業的價值與未來在哪里,直到有天我翻到了一篇文章,裡面有一句話打動了我:

在這個時代,寫程式從來沒有那麼簡單過,但要解決的問題也空前的困難。

軟體的核心是他為使用者解決領域相關問題的能力。隨著許多如金融、電商、社交等行業提供的服務越來越強大,軟體需求的複雜度也跟著起飛。身為一名工程師已經不能單純只做好自己的螺絲釘就能完成任務。

大多時候,程式設計的重點並不在於使用哪個框架技術或優化幾個百分比,而是在於是否能忠實解決業務的需求

因此 Eric Evans 發明了領域驅動設計 (Domain-Driven Design ,之後簡稱 DDD) ,提倡開發人員也需要與領域專家合作以獲取足夠的業務知識 (business knowledge),接著將領域知識與業務邏輯注入進程式碼模型之中,達成「程式即設計、設計即程式」的境界。

運用了這套模式,一來程式碼功能一目瞭然,二來可以有效保護我們的業務邏輯不被竄改,甚至可以適應未來業務邏輯的變化與成長。

DDD 最大的價值之一就是把將商業領域的知識映照到程式碼中,解放「程式歸程式,業務歸業務」的傳統思維,在過程中甚至可以打破商業團隊與工程團隊間的藩籬,甚至會讓人感覺到:

開發其實是一場學習的過程,程式碼只是過程的副產物。


DDD 是什麼

介紹 DDD 是什麼之前,我們先定義領域 (Domain) 是什麼。廣泛來說, domain (knowledge) 是指「一塊知識的範圍」。實務上,就是指「你工作上所需的一切知識集合」,包含「問題」以及「解決方案」。

由此可見, DDD 是一種基於領域知識解決複雜業務問題的軟體開發方法論。

他有以下三個重點:

  1. 跟領域專家 (domain expert) 密切合作來定義出 domain 的範圍及相關解決的方案。
  2. 切分領域出數個子領域,並專注在核心子領域。
  3. 透過一系列設計模式,將領域知識注入進程式模型 (model) 中。

用 Ubiquitous Language 溝通

現代軟體的複雜特性,沒有一個人或是團隊可以單獨掌握所有的知識細節,甚至連領域專家的理解都可能有所缺漏。為了要盡可能獲取知識的全貌,我們會將溝通所得到的知識提煉出來達成共識後,建立 Ubiquitous Language (通用語言),減少溝通的成本。

(註:這我非常有感覺,以「客人」一詞而言,對於開發人員與業務就有完全不同的含義,導致溝通時常常卡住,但以「消費者」與「店家」作為 Ubiquitous Language 時,就完全沒有歧異。)

在神話故事巴別塔中,上帝分化人類的語言讓他們彼此無法溝通以懲罰他們的自大。有趣的是,在應用 DDD 的過程,不同團隊藉由溝通形塑出 Ubiquitous Language ,讓彼此互相理解,進而開發正確的軟體,最後發大財

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(開發與商業團隊交流後,發現其實系統需要的是訂單、商品與會員管理三個功能,並且規定大家要用 Ubiquitous Language 互相溝通)

整個過程可以參考這張圖:

strategic design process
(source: Patterns, Principles, and Practices of Domain-Driven Design )

至於該怎麼與領域專家做到有效溝通並建立 Ubiquitous Language ,會在之後的章節介紹 Event Storming 事件風暴。

兩大設計模式類別

與領域專家討論出 Ubiquitous Language 後,就可以開始套用 DDD 的各種設計模式,而這些模式大致上可以分為兩類:Strategic Design (戰略設計) 與 Tactical Design (戰術設計)。

  • Strategic Design 戰略設計:利用與領域專家溝通的結果,拆分問題成數個子領域後,定義解決方案(系統)的邊界與關係。
  • Tactical Design 戰術設計:又稱 Model-Driven Design ,在 Strategic Design 的一個個解決方案邊界內,用一系列設計模式寫程式實踐業務邏輯。

簡單來說, Strategic Design 打嘴砲設計大架構與方向, Tactical Design 捲起袖口開始寫程式。

以上兩個模式就是之後本系列的主軸。

DDD 帶來的改變

說了很多抽象的概念後,讓我們來看看在實作上,應用了 DDD 的程式碼會帶來什麼樣的改變。

向 Anemic Model 說不

開始前想先跟大家介紹一個有名的反模式: 貧血模型 (Anemic Model),這個反模式泛指那些只有 gettersetter 的 model 。這些 model 缺乏行為能力,導致使用者每次都要自己組合出自己要的功能。

因此貧血模型看似什麼都可以透過資料設定去做到,但因為沒有具有行為敘述的 method function ,所以難以應用於複雜的操作中。總體而言能力十分受限,就像貧血一樣。

貧血模型用起來像在教小孩子一樣,一個指令一個動作還很容易忘掉 ;具有行為能力的模型則像跟大人溝通一樣,一次行動就能完成許多指令。

再舉個例子,相信很多人都知道快打旋風、小朋友齊打交等格鬥遊戲。遊戲中角色若是要發動招式,就需要透過組合按鍵如「上跳攻」、「上上下下左右左右 BA」等等。 (小時候還會拿筆記本特別抄下來)

沒有行為能力的程式模型,就像這段組合鍵的程式碼一樣:

Role person  = new Person();
// dragon fist starts ~~
person.up();
person.down();
person.left();
person.right();
person.press('A');
person.press('B');
// dragon fist ends ~~

但當我們了解業務邏輯後,就可以將這段程式封裝成有行為能力的 function:

Role person = new Person();
person.dragonFist();

這樣的優勢非常明顯,一來程式易懂好維護,二來要修改也很簡單。重點是程式碼從組合碎片式的資訊轉而關注程式的行為能力

這時可能就會有人有疑問...「封裝的好處我懂,但如果濫用了程式碼一樣會亂啊!而且只是把程式封裝為什麼需要 DDD?

配合業務語言封裝程式的行為

DDD 注重將業務語言注入程式模型之中,所以只會對重點業務行為進行封裝。如此一來,與其隨意封裝程式碼, DDD 將程式模型與業務邏輯綁在一起,不但可以緊隨業務的變化做修改,而且利用業務語言做封裝也解決了兩大程式難題之一:命名。

大家可以嘗試看看用業務行為為程式碼命名。最常見就是將原先 CRUD 的貧血命名法更改為充滿業務含義的命名方式。比如說一個 user 的 CRUD 操作可能就變成 register, getProfile, getActivityHistory, updateProfile, changePassword, deactivateAccount, deleteAccount 等等。

這種做法會在跨模型的情境下發揮更大的優勢,舉個咖啡廳的例子,假如一個正常流程包括點餐、製作、送餐,可以寫出以下程式碼:

customer = new Customer('Bill');
order = Order.create(customer, 'Coffee');
staff = new Staff(9527);
cashier = new Cashier();
// 結帳
order.setStaff(staff);
staff.setCashier(cashier);
staff.setOrders(order);
cashier.addOrder(order);

// 泡咖啡
cup = new Cup();
staff.setCup();
cup.setFilterCone(new FilterCone());
cup.setCoffeeGround(new Coffee());
staff.brew(cup);
staff.wait();
staff.setFilterCone(null);

// 送餐
staff.setCoffeeTo(customer);
customer.setCoffee(order);

以上的程式碼可以明顯看出幾個問題:

  • 所有屬性都可異動
  • 難讀、業務意圖不明顯
  • 難以應付未來的修蓋

導入 DDD 並與領域專家不斷溝通形成 Ubiquitous Language 後,讓我們修改一下程式碼:

barista = new Barista(9527);
customer = new Customer('Bill');
order = Order.create(customer, 'Coffee');

customer.placeOrder(order);
barista.processPayment(order);
barista.make(order);
barista.serveOrderTo(order, customer);

修改後可以發現,程式的行為都十分貼近現時使用情境,讓即使不會寫程式碼的人都可以看懂了!

總結: DDD 的優缺點

使用 DDD 有以下優點:

  1. 促進跨團隊的溝通、理解領域知識。
  2. 專注在核心業務上
  3. 保護業務邏輯,不會因技術細節 (如 db 、框架、基礎設施)而影響。
  4. 開發時更靈活彈性、重用程式更方便,能夠面對未來的變化與成長。
  5. 更好的模組化 = 更容易測試 (完美搭配 TDD)。
  6. 出現 Bug 時更快找到原因 (已經將關注點分離,查出哪邊出問題很快)。
  7. 有利用拆分與設計 microservice (這也是最近幾年紅的原因)
  8. 少加班,發大財。

不過也有以下幾點需注意:

  1. 較難快速建立產品 (戰術實作部分)
  2. 沒有領域專家會很難開頭 (新創需注意)
  3. 要導入溝通文化、學習成本高
  4. 對於高度科技(數學)專業的專案不一定合適

如果還不確定團隊是否該引入,可以參考這張 DDD 適合度計分卡:

socre board
(source: 2019-02-20-ddd taiwan-community-iddd-studygroup-1st)
(origin post: http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=1944876&seqNum=2)


FAQs

1. 什麼!?那不就代表我必須離開電腦先跟業務人員開一堆會嗎?

沒錯,乍聽之下增加了開發人員不少的負擔,但如果這節省了未來讀 spec 、改需求、維護、 debug 的時間,我相信仍是超值的。

3. 我只是個小/新創團隊

很多人會把 DDD 看似繁重的設計當成敏捷開發的絆腳石。老實說,對於只是要開發 CRUD 的早期專案來說,是有點殺雞焉用牛刀。
但是 DDD 仍可以帶來幾項巨大的優勢,詳細可以參考這支影片 Turn your startup in a stayup with DDD — Marijn Huizendveld

  • 加深對於領域的理解
  • 更加專注在核心領域上

另外新創也常遇到「但我們沒有領域專家啊」的問題。這部分上面提到的影片講者也有遇到,他的解決方法是實際與使用者合作獲取領域知識,再運用 DDD 的技術開發。

不過也是有社群的朋友分享即使是小專案,他也會利用 DDD 的部分 pattern 來快速建立模型。所以這部分其實見仁見智,對於 DDD 相當熟悉的人其實反而能在開發上更快速、正確的開發。

4. DDD 是萬能的嗎?

沒有什麼方法是銀子彈,只是各取所需罷了。 DDD 的強項在於解決複雜的業務邏輯以及拆分他們。因此搭上了 Microservice 的熱潮。很多人想引用 Microservice 卻不知如何正確拆分他們, DDD 此時提供了絕佳的切入點。

最後我必須強調, DDD 是一種設計方法,而設計本身沒有對錯,實作方法也有很多,不要只想著追求正確答案與完美設計,動手開始做才能做中學!

5. Ubiquitous Language 跟商業(業務)語言到底有什麼差別?

Ubiquitous Language 的意涵其實很簡單,可以視為一個被系統所需要且開發團隊與商業團隊都能理解的單字庫。以電商來說,「下訂單」這個詞兩邊都能理解且被系統需要,那個詞就可以被放進 Ubiquitous Language 中,而「顧客轉換率」、「公司營收」等商業用語若是與系統無關,就不在 Ubiquitous Language。


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2 則留言

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iT邦新手 5 級 ‧ 2019-09-18 10:18:13

讚~ 關注中

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陳小熊
iT邦新手 5 級 ‧ 2019-09-18 11:43:56

哇!內容好豐富~~

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