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learn.lianglianglee.com/专栏/DDD 微服务落地实战/13 如何实现支持快速交付的技术中台设计？.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

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<title>13 如何实现支持快速交付的技术中台设计？.md.html</title>
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<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>13 如何实现支持快速交付的技术中台设计？</h1>
<p>前面提到了“大前端”的思想，也就是软件团队组织形式的趋势是“大前端 + 技术中台”，从而通过快速交付提高市场竞争力。所谓的“大前端 + 技术中台”，就是在开发团队中有一个<strong>架构支持团队</strong>，他们通过架构强大的技术中台，将软件开发中的许多技术架构封装在平台中。有了这样一个技术中台，其他各个开发团队都基于它进行业务开发。</p>
<p>这样，既可以降低业务开发的工作量，提高开发速度，又可以降低技术门槛。业务开发人员也不必过于关注技术，而是将更多的精力集中在对业务的理解，并将对业务深刻的理解融入领域建模的过程中，从而开发出用户更满意的软件，提高用户体验。</p>
<p>因此，如何打造一个强大而实用的技术中台，成了各个软件开发团队迫切的需求。现在我们就从实战的角度看一看，以上这些设计思想该如何落地技术中台建设。</p>
<p><strong>命令与查询职责分离</strong>（CQRS），是软件大师 Martin Fowler 在他的著作《企业应用架构模式》中提出来的一种架构设计模式。该模式将系统按照职责划分为<strong>命令</strong>（即增删改操作）与<strong>查询</strong>两个部分。</p>
<ul>
<li>所有命令部分的增删改操作，应当采用<strong>领域驱动设计的思想</strong>进行软件设计，从而更好地应对大规模复杂应用；</li>
<li>所有的查询功能则不适用于领域驱动设计，而应当采用<strong>事务脚本模式</strong>（Transaction Script），即直接通过 SQL 语句进行查询。</li>
</ul>
<p>遵循该设计模式，是我们在许多软件项目中总结出来的最佳实践。因此，技术中台在建设时，对业务系统的支持也分为<strong>增删改</strong>与<strong>查询</strong>两个部分。</p>
<p><img src="assets/Cip5yF_kdC6AKyj5AACxhqoIRjw348.png" alt="Drawing 0.png" /></p>
<h3>增删改的架构设计</h3>
<p><img src="assets/CgpVE1_kdD6AZg1HAALxpOUS2sc783.png" alt="Drawing 1.png" /></p>
<p>增删改部分的技术中台架构设计</p>
<p>在增删改部分中，采用了前面提到的单 Controller、单 Dao 的架构设计。如上图所示，各功能都有各自的前端 UI。但与以往架构不同的是，每个功能的前端 UI 对后台请求时，不再调用各自的 Controller，而是统一调用一个 Controller。然而，每个功能的前端在调用这一个 Controller 时，传递的参数是不一样的。首先从前端传递的是 bean，这个 bean 是什么呢？后台各功能都有一个 Service，将该 Service 注入 Dao 以后，会在 Spring 框架中配置成一个bean。这时，前端只知道调用的是这个 bean，但不知道它是哪个 Service。</p>
<p>这样的设计，既保障了<strong>安全性</strong>（前端不知道具体是哪个类），又有效地实现了<strong>前后端分离</strong>，将前端代码与后端解耦。</p>
<p>紧接着，前端还要传递一个 method，即调用的是哪个方法，和哪个 JSON 对象。这样，Controller 就可以通过反射进行相应的操作。这里的设计思想是，在软件开发过程中，通过<strong>规范与契约</strong>的约定，我们认为前端开发人员已经知道了他需要调用后端哪个 bean、哪个method，以及什么格式的 JSON，就可以大大简化技术中台的设计。</p>
<h4>单 Controller 的设计</h4>
<p>前端所有功能的增删改操作，以及基于 ID 的 get/load 操作，都是访问的 OrmController。</p>
<p>前端在访问 OrmController 时，输入如下 HTTP 请求：</p>
<blockquote>
<p>http://localhost:9003/orm/{bean}/{method}</p>
</blockquote>
<p>例如：</p>
<ul>
<li>GET 请求</li>
</ul>
<blockquote>
<p><a href="http://localhost:9003/orm/product/deleteProduct?id=P00006">http://localhost:9003/orm/product/deleteProduct?id=P00006</a></p>
</blockquote>
<ul>
<li>POST 请求</li>
</ul>
<blockquote>
<p>http://localhost:9003/orm/product/saveProduct-d&quot;id=P00006&amp;name=ThinkPad+T220&amp;price=4600&amp;unit=%E4%B8%AA&amp;supplierId=20002&amp;classify=%E5%8A%9E%E5%85%AC%E7%94%A8%E5%93%81&quot;</p>
</blockquote>
<p>这里的 {<strong>bean</strong>} 是配置在 Spring 中的 bean.id，{<strong>method</strong>} 是该 bean 中需要调用的方法（注意，此处不支持方法的重写，如果出现重写，它将去调用同名方法中的最后一个）。</p>
<ul>
<li>如果要调用的方法有<strong>值对象</strong>，按照规范，必须将<strong>值对象放在方法的第一个参数上</strong>。</li>
<li>如果要调用的方法<strong>既有值对象</strong>，<strong>又有其他参数</strong>，则值对象中的属性与其他参数都放在该 JSON 对象中。如：要调用的方法为 saveProduct(product, saveMode)，POST 请求为：</li>
</ul>
<blockquote>
<p>http://localhost:9003/orm/product/saveProduct -d &quot;id=500006&amp;name=ThinkPad+T220&amp;price=4600&amp;unit=%E4%B8%AA&amp;supplierId=20002&amp;classify=%E5%8A%9E%E5%85%AC%E7%94%A8%E5%93%81&amp;saveMode=1&quot;</p>
</blockquote>
<p>特别需要注意的是：目前 OrmController 不包含任何权限校验，因此配置在 Spring 中的 bean 的所有方法都可以被前端调用。所以在实际项目中需要在 OrmController 之前进行一个<strong>权限校验</strong>，来规范前端可以调用的方法。建议使用<strong>服务网关</strong>或 <strong>filter</strong> 进行校验。</p>
<p>OrmController 的流程设计如下：</p>
<ul>
<li>根据前端参数 bean，从 Spring 中获得 Service；</li>
<li>根据前端参数 method，通过反射获得调用方法；</li>
<li>通过反射获得调用方法的第一个参数作为值对象；</li>
<li>通过反射创建值对象，根据反射获得值对象的所有属性，从前端 JSON 中获得对应属性的值，写入值对象；</li>
<li>根据前端 JSON 获得其他参数；</li>
<li>将值对象与其他参数，使用反射调用 Service 中的 method 方法。</li>
</ul>
<h4>单 Dao 的设计</h4>
<p>当系统在 Service 中完成了一系列的业务操作，最终要存盘时，都统一调用一个单 Dao。但是，在调用单 Dao 之前，每个值对象都应当<strong>通过 vObj.xml 进行配置</strong>。在该配置中，将每个值对象对应的表，以及值对象中每个属性对应的字段，通过 vObj.xml 配置文件进行对应。那么通用的 BasicDao 就可以通过配置文件形成 SQL，并最终完成数据库持久化操作。</p>
<p>vObj.xml 配置文件如下：</p>
<pre><code>&lt;?xml version=&quot;1.0&quot; encoding=&quot;UTF-8&quot;?&gt;
&lt;vobjs&gt;
&lt;vo class=&quot;com.demo2.customer.entity.Customer&quot; tableName=&quot;Customer&quot;&gt;
&lt;property name=&quot;id&quot; column=&quot;id&quot; isPrimaryKey=&quot;true&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;property name=&quot;name&quot; column=&quot;name&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;property name=&quot;sex&quot; column=&quot;sex&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;property name=&quot;birthday&quot; column=&quot;birthday&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;property name=&quot;identification&quot; column=&quot;identification&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;property name=&quot;phone_number&quot; column=&quot;phone_number&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;/vo&gt;
&lt;/vobjs&gt;
</code></pre>
<p>值对象中可以有很多的属性变量，但只有最终作<strong>持久化的属性变量才需要配置</strong>。这样可以使值对象的设计具有更大的空间，可以去做更多的数据转换与业务操作。前面提到充血模型的设计，就是需要在值对象中加入更多的操作与转换，使值对象可以长得与数据库的表不一样。但只要配置最后要持久化的属性，就会将这些属性写入到数据库相应的表中，或者从数据库中读取数据。</p>
<p>有了以上的设计，每个 Service 在 Spring 中都是统一注入 BasicDao。</p>
<ul>
<li>如果要使用 DDD 的功能支持，注入通用仓库 Repository；</li>
<li>如果要使用 Redis 缓存，注入 RepositoryWithCache。</li>
</ul>
<p>Spring 配置如下：</p>
<pre><code>&lt;?xml version=&quot;1.0&quot; encoding=&quot;UTF-8&quot;?&gt;
&lt;beans xmlns=&quot;http://www.springframework.org/schema/beans&quot; ...&gt;
&lt;description&gt;The application context for orm&lt;/description&gt;
&lt;bean id=&quot;customer&quot; class=&quot;com.demo2...CustomerServiceImpl&quot;&gt;
&lt;property name=&quot;dao&quot; ref=&quot;basicDao&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;/bean&gt;
&lt;/beans&gt;
</code></pre>
<p>特别需要说明的是，虽然当下注解比较流行，并且有诸多优势，但最大的问题是让业务代码对技术框架形成依赖，违背了技术中台设计的初衷。因此，在这里，虽然 Controller、Dao 以及其他功能设计使用了注解，但基于本框架进行的业务开发，包括 Spring 的配置、MyBatis 的配置、vObj 的配置，建议都<strong>采用 XML 文件的形式</strong>，而<strong>不要采用注解</strong>。这样，业务开发中设计的 Service 都是纯洁的，没有任何技术依赖，才能在将来移植到各种技术框架中，并长盛不衰。</p>
<p>这样，单 Dao 的流程设计如下。</p>
<p>1.单 Dao 调用 VObjFactory.getVObj(class) 获得配置信息 vObj。</p>
<p>2.根据 vObj.getTable() 获得对应的表名。</p>
<p>3.for(Property prop : vObj.getPreperties() ) {</p>
<ul>
<li>通过 prop.getColumn() 获得值对象对应的字段；</li>
<li>运用反射从值对象中获得所有属性及其对应的值；</li>
<li>通过以上参数形成 SQL 语句。</li>
</ul>
<p>4.通过 SQL 语句执行数据库操作。</p>
<h3>查询功能的架构设计</h3>
<p>接着，是查询功能的技术中台设计，如图所示：</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F_kdKOAU7-vAAUEADk6Fzw219.png" alt="Drawing 2.png" /></p>
<p>查询功能的技术中台架构设计</p>
<p>与增删改部分一样的是，查询功能中，每个功能的前端 UI 也是统一调用一个 Controller。但与增删改的部分不一样的是，查询功能的前端 UI 传递的参数不同，因此是另一个类 QueryController。</p>
<p>在调用时，首先需要传递的还是 bean。但与增删改不同的是，查询功能的 Service 只有一个，那就是 QueryService。但是，该 Service 在 Spring 中配置的时候，往 Service 中注入的是不同的 Dao，就可以装配成各种不同的 bean。这样，前端调用的是不同的 bean，最后执行的就是不同的查询。</p>
<p>此外，与增删改不同的是，查询部分不需要传递 method 参数，因为每次查询调用的方法都是query()。最后，前端还要以 JSON 的形式传递各种查询参数，就能进行后端查询了。</p>
<h4>单 Controller 的设计</h4>
<p>在进行查询时，前端输入 HTTP 请求：</p>
<blockquote>
<p>http://localhost:9003/query/{bean}</p>
</blockquote>
<p>例如：</p>
<blockquote>
<p><a href="http://localhost:9003/query/customerQry?gender=male&amp;page=1&amp;size=30">http://localhost:9003/query/customerQry?gender=male&amp;page=1&amp;size=30</a></p>
</blockquote>
<p>该方法既可以接收 GET 请求，也可以接收 POST 请求。{bean} 是配置在 Spring 中的Service。QueryController 通过该请求，在 Spring 中找到 Service，并调用Service.query(map) 进行查询，此处的 map 就是该请求传递的所有查询参数。</p>
<p>为此，查询部分的单 Controller 的流程设计如下：</p>
<ul>
<li>从前端获得 bean、page、size、count，以及查询参数；</li>
<li>根据 bean 从 Spring 中获得相应的 Serivce；</li>
<li>从前端获得查询参数 JSON，将其转换为 Map；</li>
<li>执行 service.query(map)；</li>
<li>执行完查询后，以不同形式返回给前端。</li>
</ul>
<h4><strong>单 Service 的设计</strong></h4>
<p>查询的部分采用了单 Service 的设计，即所有的查询都是<strong>配置的 QueryService 进行查询</strong>，但注入的是不同的 Dao，就可以配置成不同的 bean，完成各自不同的查询。为了设计更加简化，每个 Dao 可以通过 MyBatis 框架，注入同一个 Dao，但配置不同的 Mapper，就可以完成不同的查询。因此，先配置 MyBatis 的 Mapper 文件：</p>
<pre><code>&lt;?xml version=&quot;1.0&quot; encoding=&quot;UTF-8&quot;?&gt;
&lt;!DOCTYPE mapper PUBLIC &quot;-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN&quot;
&quot;http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd&quot;&gt;
&lt;mapper namespace=&quot;com.demo2.customer.query.dao.CustomerMapper&quot;&gt;
&lt;!--筛选条件--&gt;
&lt;sql id=&quot;searchParam&quot;&gt;
&lt;if test=&quot;id != '' and id != null&quot;&gt;
and id = #{id}
&lt;/if&gt;
&lt;/sql&gt;
&lt;!--求count判断--&gt;
&lt;sql id=&quot;isCount1&quot;&gt;
&lt;if test=&quot;count == null and notCount ==1&quot;&gt;
select count(*) from (
&lt;/if&gt;
&lt;/sql&gt;
&lt;sql id=&quot;isCount2&quot;&gt;
&lt;if test=&quot;count == null and notCount ==1&quot;&gt;
) count
&lt;/if&gt;
&lt;/sql&gt;
&lt;!--是否分页判断--&gt;
&lt;sql id=&quot;isPage&quot;&gt;
&lt;if test=&quot;size != null and size !=''&quot;&gt;
limit #{size} offset #{firstRow}
&lt;/if&gt;
&lt;if test=&quot;size ==null or size ==''&quot;&gt;
&lt;if test=&quot;pageSize != null and pageSize !=''&quot;&gt;
limit #{pageSize} offset #{startNum}
&lt;/if&gt;
&lt;/if&gt;
&lt;/sql&gt;
&lt;select id=&quot;query&quot; parameterType=&quot;java.util.HashMap&quot; resultType=&quot;com.demo2.customer.entity.Customer&quot;&gt;
&lt;include refid=&quot;isCount1&quot;/&gt;
SELECT * FROM Customer WHERE 1 = 1
&lt;include refid=&quot;searchParam&quot;/&gt;
&lt;include refid=&quot;isPage&quot;/&gt;
&lt;include refid=&quot;isCount2&quot;/&gt;
&lt;/select&gt;
&lt;/mapper&gt;
</code></pre>
<p>然后，将其注入 Spring 中，完成相应的配置，就可以进行查询了：</p>
<pre><code>&lt;?xml version=&quot;1.0&quot; encoding=&quot;UTF-8&quot;?&gt;
&lt;beans xmlns=&quot;http://www.springframework.org/schema/beans&quot; ...&gt;
&lt;description&gt;The application context for query&lt;/description&gt;
&lt;bean id=&quot;customerQry&quot; class=&quot;com.demo2.support.service.impl.QueryServiceImpl&quot;&gt;
&lt;property name=&quot;queryDao&quot;&gt;
&lt;bean class=&quot;com.demo2.support.dao.impl.QueryDaoMybatisImpl&quot;&gt;
&lt;property name=&quot;sqlMapper&quot; value=&quot;com.demo2.customer.query.dao.CustomerMapper.query&quot;&gt;&lt;/property&gt;
&lt;/bean&gt;
&lt;/property&gt;
&lt;/bean&gt;
&lt;/beans&gt;
</code></pre>
<p>每个查询的 bean 都是配置的 QueryServiceImpl，但每个 bean 配置的是不同的 sqlMapper，就会执行不同的查询。这里的 sqlMapper 应当与前面 MyBatis 配置中的namespace 相对应。</p>
<p>这样，查询部分的单 Service 流程设计如下：</p>
<ul>
<li>将查询参数 map、 page、size 传递给 Dao，执行查询 dao.query(map)；</li>
<li>在查询的前后增加空方法 beforeQuery()、afterQuery() 作为 hook，当某业务需要在查询前后进行处理时，通过重载子类去实现；</li>
<li>判断前端是否传递 count，如果有则不再求和，否则调用 dao.count() 求和计算“第 x 页，共 y 页”；</li>
<li>将数据打包成 ResultSet 对象返回。</li>
</ul>
<p>通常，在执行查询时，只需要执行 dao.query(map) 就可以了。由于不同的 bean 注入的 Dao不同，因此执行 dao.query(map) 就会执行不同的查询。但是，在某些业务中，需要个性地在查询前进行某些处理，如对查询参数进行某些转换，或者在查询后对查询结果进行某些转换与补填。现在的设计中只有一个 Service，如何实现查询前后的这些处理呢？</p>
<p>首先，在 QueryService 中增加了 beforeQuery() 和 afterQuery() 两个方法，但这两个方法在QueryService 中设计成空方法，什么都没写，因此调用它们就跟没有调用一样。这样的设计叫“钩子 hook”，如下代码所示：</p>
<pre><code> /**
* do something before query.
* It just a hook that override the function in subclass if we need do something before query.
* @param params the parameters the query need
*/
protected void beforeQuery(Map&lt;String, Object&gt; params) {
//just a hood
}
/**
* do something after query.
* It just a hook that override the function in subclass if we need do something after query.
* @param params the parameters the query need
* @param resultSet the result set after query.
* @return
*/
protected ResultSet afterQuery(Map&lt;String, Object&gt; params, ResultSet resultSet) {
//just a hood
return resultSet;
}
</code></pre>
<p>这样，如果不需要在查询前后添加处理，直接配置 QueryService 就行了。在执行查询时，就像没有这两个方法一样。然而，如果需要在查询前或查询后添加某些处理时，则通过继承编写一个 QueryService 的子类，并重写 beforeQuery() 或 afterQuery()。在 Spring 配置时配置的是这个子类，就实现了查询前后的处理。</p>
<p>譬如，ProductQuery 这个查询需要在查询后，对查询结果集补填 Supplier。这时，通过继承编写一个子类 ProductQueryServiceImpl，重写 afterQuery()。</p>
<pre><code>public class ProductQueryServiceImpl extends QueryServiceImpl {
@Autowired
private SupplierService supplierService;
@Override
protected ResultSet afterQuery(Map&lt;String, Object&gt; params,
ResultSet resultSet) {
@SuppressWarnings(&quot;unchecked&quot;)
List&lt;Product&gt; list = (List&lt;Product&gt;)resultSet.getData();
for(Product product : list) {
String supplierId = product.getSupplierId();
Supplier supplier = supplierService.loadSupplier(supplierId);
product.setSupplier(supplier);
}
resultSet.setData(list);
return resultSet;
}
}
</code></pre>
<p>最后，将查询结果以 ResultSet 值对象的形式返回给 Controller，Controller 再返回给前端。在这个 ResultSet 中：</p>
<ul>
<li>属性 data 是这一页的查询结果集；</li>
<li>page、size 是分页信息；</li>
<li>count 是记录总数。</li>
</ul>
<p>通过这 3 个值就可以在前端显示“第 x 页，共 y 页，z 条记录”。在第一次查询时，除了查询这一页的数据，还要执行 count。将该 count 记录下来后，在进行分页查询时，就不再需要执行 count，从而有效提高查询性能。</p>
<p>属性 aggregate 是一个 map，如果该查询在前端展现时，需要在表格的最下方对某些字段进行汇总，并且这个汇总是对整个查询结果的汇总，而不是这一页的汇总，则将该字段作为 Key 值写入 aggregate 中，Value 是汇总的方式，如 count、sum、max 等。通过这样的设置，就可以在查询结果集的最后一行返回一个汇总记录。</p>
<p>通过以上技术中台的设计，各查询功能的编码就会极大地简化。具体来说，设计一个普通的查询，只需要制作一个 MyBatis 的查询语句配置，在 Spring 配置中制作一个 bean。然后，就可以通过前端进行查询了，甚至都不需要编写任何 class。只有在查询前后添加操作时，才需要自己制作一个子类。</p>
<p>此外，对于进行查询结果集的补填，也可以使用通用程序 AutofillQueryServiceImpl，在下一讲“如何设计支持领域驱动的技术中台”中会详细讲解。</p>
<h3>总结</h3>
<p>本讲讲解了一个强大而落地的技术中台设计实践。通过该技术中台的封装：</p>
<ul>
<li>在增删改操作时，只需编写前端界面、Service 与值对象就可以了，更多技术细节被封装起来了，这样，开发人员就可以专心地将领域模型转换成业务代码的设计实现，并随着领域模型的变更而变更代码，不断满足用户需求；</li>
<li>在查询操作时，在大多数情况下只需要编写 MyBatis 与 Spring 的配置就可以完成查询功能的编写，开发工作量大大降低，同时变更也变得轻松快捷。</li>
</ul>
<p>以上技术中台的设计是普通技术中台的设计，那么支持 DDD 的技术中台又该如何设计呢？是不是可以编写通用的仓库与工厂呢？下一讲将为你讲解。</p>
<p><a href="https://github.com/mooodo/demo-service2-support">点击 GitHub 链接</a>，查看源码。</p>
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