SIMBOSS：物联网业务如何应用领域驱动设计？

前言

在这个万物互联的时代，物联网业务蓬勃发展，但也瞬息万变，对于开发人员来说，这是一种挑战，但也是一种“折磨”。

在业务发展初期，因为时间有限，我们一般会遵循“小步快跑，迭代试错”的原则进行业务开发，用通俗的话来说就是“no bb，先上了再说”，对于开发人员的具体实现，就是“脚本式”的开发方式，或者说是数据的 CURD，这样的开发方式，在项目早期没什么问题，但随着新业务的不断加入，业务迭代的频繁，我们会发现，现在的业务系统变得越来越冗杂，新加一个需求或者改一个业务，变得无比困难，因为业务实现彼此之间模糊不清，业务规则在代码中无处不在，开发人员也就无从下手。

那怎么解决上面的问题呢？可能很多人会说“你这代码不行，重构呀”，是的，我们发现了项目中的“坏代码”，比如一个类上千行，一个方法几百行，于是我们把一些代码抽离出来，做一些内聚的实现，代码规范做一些调整，但这样只是解决现在项目代码中的问题，下次项目迭代的时候，你并不能保证写的新代码是符合规范的，而且最重要的是，重构并不能在业务代码上给一个定义，什么意思呢？比如你重构一个方法，你只能从技术的角度去重构它，并不能从业务的角度去重构，因为在整个业务系统“混乱”的情况下，你无法保证自己的“清白”。另外还有一点，即使你重构了它，但对于新加入的开发人员来说，他并不能理解你重构的目的，换句话说，就是如果他要使用或改这个方法，他完全不知道能不能使用或者使用了会不会影响其他业务，说白了就是，业务的边界不明确。

那如何定义业务的边界呢？答案就是运用 Eric Evans 提出的领域驱动设计（Domain Driven Design，简称 DDD），关于 DDD 的相关概念，这边就不叙述了，网上有很多资料，需要注意的是，DDD 关注的是业务设计，并非技术实现。

物联网业务如何应用领域驱动设计？这其实是个大命题，该怎么实现？如何下手呢？我找了我之前做的一个业务需求，来做示例，看看“脚本式”的实现，和 DDD 的实现，前后有什么不太一样的地方。

脚本式的开发

业务需求：针对物联网卡的当前套餐使用量，根据一定的规则，进行特定的限速设置。

需求看起来很简单，下面要具体实现了，首先，我创建了三张表：

• speed_limit：限速表，包含用户 ID、套餐 ID 等。
• speed_limit_config：限速配置表，包含限速档位，也就是套餐使用量在什么区间，限速多少的配置。
• speed_limit_level：限速级别表，包含限速的单位和具体值，主要界面选择使用。

然后再创建对应“贫血”的模型对象（没有任何行为，并且属性和数据库字段一一对应）：

public class SpeedLimit {
  private Long id;
  private Integer orgId;
  private Long priceOfferId;
  //getter setter....
}

public class SpeedLimitConfig {
  private Long id;
  private Long speedLimitId;
  private Double usageStart;
  private Double usageEnd;
  //getter setter....
}

public class SpeedLimitLevel {
  private Long id;
  private String unit;
  private Double value;
  //getter setter....
}

好，数据库表和模型对象都创建好了，接下来做什么呢？CURD 啊，界面需要对这些数据进行查看和维护，所以，我创建了：

• SpeedLimitMapper.xml：数据库访问 SQL。
• SpeedLimitService.java：调用 Mapper，并返回数据。
• SpeedLimitController.java：接受前端传递参数，并调用 Service，封装返回数据。

简单看下SpeedLimitService.java中的代码：

public interface SpeedLimitService {
  List<SpeedLimit> listAll();
  SpeedLimitVO getById(Long id);
  Boolean insert(Integer orgId, Long priceOfferId, List<SpeedLimitConfig> speedLimitConfigs);
  //...
}

CURD 流程没啥问题吧，数据维护好了，接下来要进行限速检查了，我们目前的实现方式是：有一个定时任务，每间隔一段时间批量执行，查询所有的限速配置（上面的speed_limit），然后根据用户 ID 和套餐 ID，查询出符合条件的物联网卡，然后将卡号丢到 MQ 中异步处理，MQ 接受到卡号，再查询对应的限速配置（speed_limit以及speed_limit_config），然后再查询此卡的套餐使用量，最后根据规则匹配，进行限速设置等操作。

MQ 中的处理代码（阿里插件都已经提醒我，这个方法代码太长了）：

为什么代码不贴出来？因为里面的代码惨不忍睹啊，if..else..的各种嵌套，所以，还是眼不看为净。。。

好，到此为止，这个需求已经“脚本式”的开发完了，我们来总结一把：

• 条理清晰，开发效率贼高，完全符合“先上了再说”的开发原则。
• 数据的 CURD 和业务逻辑处理隔离开，用到的地方“单独处理”，似乎没啥问题。

没啥问题对吧？好，现在业务迭代来了，产品经理发话了，说除了批量限速检查，还需要对单卡的限速同步处理（瞎掰的），因为是同步处理，所以我没办法发消息到 MQ 处理，只能对 MQ 中的那一坨代码进行重构，代码抽离的过程中发现，并不能兼容新的需求，怎么搞呢？只能又重载了一个方法，把里面能抽离的抽离出来，改好之后，需求完美上线。

过了一天，产品经理又发话了。。。

然后，我把产品经理打死了。。。

领域驱动设计

为了避免我和产品经理打架，我需要做一些改变，就事论事，毕竟问题出在开发这边，面对“一锅乱粥”的代码，我决定用 DDD 这把“武器”进行改造它。

我们知道，DDD 分为战略设计和战术设计，战略设计就是把限界上下文和核心领域搞出来，然后针对某个限界上下文，再利用战术设计进行具体的实现，这个过程一般是针对一个完整复杂的业务系统，涉及的东西很多，你可能需要和领域专家进行深入沟通，如有必要还需画出业务领域图、限界上下文图、限界上下文映射图等等，以便理解。

针对限速设置的业务需求，我简单画了下所涉及的上下文映射图：

可以看到，我们关注的只有一个限速上下文，物联网卡上下文、套餐流量上下文和运营商 API 上下文，我们并不需要关心，ACL 的意思是防腐层（Anticorruption Layer），它的作用就是隔离各个上下文，以及协调上下文之间的通信。

限速上下文内部的实现（如聚合根和实体等），其实就是战术设计的具体实现，关于概念这边就不多说了，这里说下具体的设计：

• SpeedLimit聚合根：毫无疑问，限速上下文的聚合根是限速聚合根，也可以称之为聚合根实体，这里的SpeedLimit并不是上面贫血的模型对象，而是包含限速业务逻辑的聚合对象。
• SpeedLimitConfig实体：限速配置实体，在生命周期内有唯一的标识，并且依附于限速聚合根。
• SpeedLimitLevel实体：其实限速级别应该设计成值对象，因为它并没有生命周期和唯一标识的概念，只是一个具体的值。
• SpeedLimitContext值对象：限速上下文，只包含具体的值，作用就是从应用层发起调用到领域层，可以看做是传输对象。
• SpeedLimitService领域服务：因为涉及到多个上下文的协调和交互，限速聚合根并不能独立完成，所以这些聚合根完成不了的操作，可以放到领域服务中去处理。
• SpeedLimitRepository仓储：限速聚合对象的管理中心，可以数据库存储，也可以其他方式存储，不要把Mapper接口定义为Repository接口。

以上因为不好在现有项目中做改造，我就用 Spring Boot 做了一个项目示例（Spring Boot 用起来真的很爽，简洁高效，做微服务非常好），大致的项目结构：

├── src
│   ├── main
│   │   ├── java
│   │   │   └── com
│   │   │       └── qipeng
│   │   │           └── simboss
│   │   │               └── speedlimit
│   │   │                   ├── SpeedLimitApplication.java
│   │   │                   ├── application
│   │   │                   │   ├── dto
│   │   │                   │   └── service
│   │   │                   │       ├── SpeedLimitApplicationService.java
│   │   │                   │       └── impl
│   │   │                   │           └── SpeedLimitApplicationServiceImpl.java
│   │   │                   ├── domain
│   │   │                   │   ├── aggregate
│   │   │                   │   │   └── SpeedLimit.java
│   │   │                   │   ├── entity
│   │   │                   │   │   ├── SpeedLimitConfig.java
│   │   │                   │   │   └── SpeedLimitLevel.java
│   │   │                   │   ├── service
│   │   │                   │   │   ├── SpeedLimitService.java
│   │   │                   │   │   └── impl
│   │   │                   │   │       └── SpeedLimitServiceImpl.java
│   │   │                   │   └── valobj
│   │   │                   │       └── SpeedLimitCheckContext.java
│   │   │                   ├── facade
│   │   │                   │   ├── CarrierApiFacade.java
│   │   │                   │   ├── DeviceRatePlanFacade.java
│   │   │                   │   ├── IotCardFacade.java
│   │   │                   │   └── model
│   │   │                   │       ├── CarrierConstants.java
│   │   │                   │       ├── DeviceRatePlan.java
│   │   │                   │       ├── EnumTemplate.java
│   │   │                   │       ├── IotCard.java
│   │   │                   │       └── SpeedLimitAction.java
│   │   │                   └── repo
│   │   │                       ├── dao
│   │   │                       │   └── SpeedLimitDao.java
│   │   │                       └── repository
│   │   │                           └── SpeedLimitRepository.java
│   │   └── resources
│   │       ├── application.yml
│   │       ├── mybatis
│   │       │   ├── mapper
│   │       │   │   └── SpeedLimitMapper.xml
│   │       │   └── mybatis-config.xml
│   └── test
│       └── java
│           └── com
│               └── qipeng
│                   └── simboss
│                       └── speedlimit
│                           ├── SpeedLimitApplicationTests.java
│                           ├── application
│                           │   └── SpeedLimitApplicationServiceTest.java
│                           └── domain
│                               └── SpeedLimitServiceTest.java

包路径：

import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.aggregate.SpeedLimit;//聚合根
import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.entity.*;//实体
import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.valobj.*;//值对象
import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.service.*;//领域服务
import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.repo.repository.*;//仓储
import com.qipeng.simboss.speedlimit.repo.dao.*;//mapper接口
import com.qipeng.simboss.speedlimit.application.service.*;//应用层服务

好，基本上这个项目设计的差不多了，需要注意的是，上面核心是com.qipeng.simboss.speedlimit.domain包，里面包含了最重要的业务逻辑处理，其他都是为此服务的，另外，在领域模型不断完善的过程中，需要持续对领域模型进行单元测试，以保证其健壮性，并且，设计SpeedLimit聚合根的时候，不要先考虑数据库的实现，如果需要数据进行测试，可以在SpeedLimitRepository中 Mock 对应的数据。

看下SpeedLimit聚合根中的代码：

package com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.aggregate;

import com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.entity.SpeedLimitConfig;
import com.qipeng.simboss.speedlimit.facade.model.IotCard;
import lombok.Data;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * 限速聚合根
 */
@Data
public class SpeedLimit {
  /**
   * 限速
   */
  private Long id;

  /**
   * 组织ID
   */
  private Integer orgId;

  /**
   * 套餐ID
   */
  private Long priceOfferId;

  /**
   * 限速配置集合
   */
  private List<SpeedLimitConfig> configs;

  /**
   * 是否删除当前限速，不持久化
   */
  private Boolean isDel = false;

  /**
   * 卡的限速值，不持久化
   */
  private Double cardSpeedLimit;

  /**
   * 获取限速值
   */
  public Double chooseSpeedLimit(Double usageDataVolume, Double totalDataVolume, Long cardPoolId,
    Boolean isRealnamePassed, Double currentSpeedLimit) {
    //todo this...
  }

  /**
   * 设置是否删除当前限速
   */
  private void setIsDelSpeedLimit(Double currentSpeedLimit) {
    //判断当前限速是否存在，如果存在，则删除现有的限速配置
    //todo this...
  }
}

上面注释写的比较多（方便理解），SpeedLimit聚合根和之前的SpeedLimit贫血对象相比，主要有以下改动：

• SpeedLimit聚合根并不只是包含getter和setter，还包含了业务行为，并且也不和数据库表一一对应。
• SpeedLimit聚合根中包含configs对象（限速配置集合），因为限速配置实体依附于SpeedLimit聚合根。
• SpeedLimit聚合根中的chooseSpeedLimit方法，意思是根据某种规则从限速配置中，选取当前要限速的值，这是限速的核心业务逻辑。

那为什么不把整个限速设置的逻辑写在SpeedLimit聚合根中？而只是实现选取要限速的值呢？为什么？为什么？为什么？

答案很简单，因为限速设置的整个逻辑需要涉及到多个上下文的协作，SpeedLimit聚合根完全 Hold 不住呀，所以要把这些逻辑写到限速领域服务中，还有最重要的是，SpeedLimit聚合根只关注它边界内的业务逻辑，像限速设置的具体后续操作，它不需要关心，那是业务流程需要关心的，也就是限速领域服务需要去协作的。

好，那我们就看下限速领域服务的具体实现：

package com.qipeng.simboss.speedlimit.domain.service.impl;

/**
 * 限速领域服务
 */
@Service
public class SpeedLimitServiceImpl implements SpeedLimitService {
  @Autowired
  private SpeedLimitRepository speedLimitRepo;

  @Autowired
  private IotCardFacade iotCardFacade;

  @Autowired
  private DeviceRatePlanFacade deviceRatePlanFacade;

  @Autowired
  private CarrierApiFacade carrierApiFacade;

  /**
   * 批量限速检查
   */
  @Override
  public void batchSpeedLimitCheck() {
    List<SpeedLimit> speedLimits = speedLimitRepo.listAll();

    for (SpeedLimit speedLimit : speedLimits) {
      List<IotCard> iotCards = iotCardFacade.listByByOrgId(speedLimit.getOrgId(), speedLimit.getPriceOfferId());

      for (IotCard iotCard : iotCards) {
        doSpeedLimitCheck(iotCard, speedLimit);
      }
    }
  }

  /**
   * 单个限速检查
   */
  @Override
  public void doSpeedLimitCheck(SpeedLimitCheckContext context) {
    String iccid = context.getIccid();
    IotCard iotCard = iotCardFacade.get(iccid);
    if (iotCard != null) {
      SpeedLimit speedLimit = speedLimitRepo.get(iotCard.getOrgId(), iotCard.getPriceOfferId());
      if (speedLimit != null) {
        this.doSpeedLimitCheck(iotCard, speedLimit);
      }
    }
  }

  /**
   * 执行限速逻辑
   *
   * @param iotCard
   * @param speedLimit
   */
  private void doSpeedLimitCheck(IotCard iotCard, SpeedLimit speedLimit) {
    //todo this...
    notify(iccid, speedLimit.getCardSpeedLimit());
  }

  /**
   * 修改卡的限速值，并通知用户
   */
  private void notify(String iccid, Double speedLimit) {
    if (speedLimit != null) {
      //todo this...
      System.out.println("update iotCard SpeedLimit to: " + speedLimit);
      System.out.println("notify...");
    }
  }
}

上面的代码看起来很多，其实干的事并不复杂，主要是业务流程：

• 通过SpeedLimitCheckContext上下文获取iccid，然后获取对应的限速对象和套餐流量对象。
• 通过限速聚合根获取需要设置的限速值（核心业务）。
• 调用相关接口进行添加/删除限速。
• 修改卡的限速值，并通知用户。

以上限速领域模型基本上比较丰富了，后面的业务迭代只需要改里面的代码即可。

好，我们再来看下应用服务中的代码：

package com.qipeng.simboss.speedlimit.application.service.impl;

@Service
public class SpeedLimitApplicationServiceImpl implements SpeedLimitApplicationService {
  @Autowired
  private SpeedLimitService speedLimitService;

  @Override
  public void batchSpeedLimitCheck() {
    speedLimitService.batchSpeedLimitCheck();
  }

  @Override
  public void doSpeedLimitCheck(String iccid) {
    SpeedLimitCheckContext context = new SpeedLimitCheckContext();
    context.setIccid(iccid);
    speedLimitService.doSpeedLimitCheck(context);
  }
}

应用服务不应包含任何的业务逻辑，只是工作流程的处理，比如接受参数，然后调用相关服务，封装返回等，如果需要持久化聚合根对象，调用仓储服务即可（可能会涉及到 UnitOfWork），另外，像限速聚合根对象的维护，也是实现在应用服务（因为不包含任何业务逻辑），比如创建限速聚合根，过程大概是这样：

• 应用服务接受参数，然后调用创建限速聚合根工厂（如SpeedLimitFactory），或者通过构造函数创建（包含业务规则，不符合则抛出错误），当然创建还包含聚合根附属的实体。
• 限速聚合根创建好了，调用仓储服务持久化对象。
• 返回操作结果。

那如何改善之前 MQ 中处理的一坨代码呢？答案就是一行代码：

@Test
public void doSpeedLimitCheckTest() {
  System.out.println("start....");
  speedLimitApplicationService.doSpeedLimitCheck("1111");
  System.out.println("end");
}

没错，调用下应用层的doSpeedLimitCheck服务即可，调用方完全不需要关心里面的业务逻辑，业务隔离。

单元测试执行结果：

结语

关于领域驱动设计的分层架构（图片来自）：

其实，我个人觉得 DDD 的首要核心是确定业务的边界（领域边界），接着把各个边界之间的关系整理清晰（上下文映射图），然后再针对具体的边界具体设计（战术设计），最后就是工作流程的处理，就像上面图中所表达一样。

好，改造完了，又可以和产品经理一起愉快的玩耍了。。。