死去活来，而不变质：Domain Model（领域模型）和 EntityFramework 如何正确进行对象关系映射？

写在前面

　　阅读目录：

设计误区
数据库已死
枚举映射
关联映射
后记

　　在上一篇《一缕阳光：DDD（领域驱动设计）应对具体业务场景，如何聚焦 Domain Model（领域模型）？》博文中，探讨的是如何聚焦领域模型（抛开一些干扰因素，才能把精力集中在领域模型的设计上）？需要注意的是，上一篇我讲的并不是如何设计领域模型（本篇也是）？而是如何聚焦领域模型，领域模型的设计是个迭代过程，不能一概而论，还在路上。

　　当有一个简单的领域模型用例，完成一个从上而下过程的时候，就需要对领域模型和数据库进行对象关系映射（ORM），首先，在领域驱动设计中，领域模型是活的（具有自己的行为和状态），而映射到数据库中所谓的表是死的（只是一些字段），如何把活的变成死的？又如何把死的变成活的？更重要的是如何保证在这个“死去活来”的过程中，死的和活的是同一个？

　　转换过程很简单，使用 ORM（对象关系映射）工具就很方便的完成这个“死去活来”的过程，但是有时候我们在这个转换过程中，可能会失去转换对象的本质，以致活的会变成死的，最后转换过程就只有死的变成死的（反复循环）。

设计误区

　　在 MessageManager 项目的上一个版本中，主要存在两个领域模型：Messgae 和 User，他们数据库之间的映射关系是一对多的关系，就是一个用户拥有多个消息，但是一个消息只能对应一个用户（发件人或收件人），我们看下领域模型的设计（暂不包含业务逻辑）。

　　Domain Model－Message：

 namespace MessageManager.Domain.DomainModel

 {

     public class Message : IAggregateRoot

     {

         #region 构造方法

         public Message()

         {

             this.ID = Guid.NewGuid().ToString();

         }

         #endregion

         #region 实体成员

         public string FromUserID { get; set; }

         public string FromUserName { get; set; }

         public string ToUserID { get; set; }

         public string ToUserName { get; set; }

         public string Title { get; set; }

         public string Content { get; set; }

         public DateTime SendTime { get; set; }

         public bool IsRead { get; set; }

         public virtual User FromUser { get; set; }

         public virtual User ToUser { get; set; }

         #endregion

         #region IEntity成员

         /// <summary>

         /// 获取或设置当前实体对象的全局唯一标识。

         /// </summary>

         public string ID { get; set; }

         #endregion

     }

 }

　　Domain Model－User：

 namespace MessageManager.Domain.DomainModel

 {

     public class User : IAggregateRoot

     {

         #region 构造方法

         public User()

         {

             this.ID = Guid.NewGuid().ToString();

         }

         #endregion

         #region 实体成员

         public string Name { get; set; }

         public virtual ICollection<Message> SendMessages { get; set; }

         public virtual ICollection<Message> ReceiveMessages { get; set; }

         #endregion

         #region IEntity成员

         /// <summary>

         /// 获取或设置当前实体对象的全局唯一标识。

         /// </summary>

         public string ID { get; set; }

         #endregion

     }

 }

　　乍一看，Message 和 User 领域模型并没有什么问题，只是设计的太贫血（只是包含一些属性字段），抛开业务逻辑，我们看下 Message 和 User 之间的关联，Message 模型中拥有 FromUserID,FromUserName,ToUserID,ToUserName 字段，用来表示和 User 模型的关联，Navigation Properties（导航属性）为：FromUser 和 ToUser，类型为 User，再看一下 User 模型的导航属性：SendMessages 和 ReceiveMessages，类型为 ICollection<Message>，我们如果按照平常的开发模式（脚本驱动模式），这样设计没有一点问题，很方便对 ORM 进行配置：

         /// <summary>

         /// Initializes a new instance of <c>MessageConfiguration</c> class.

         /// </summary>

         public MessageConfiguration()

         {

             HasKey(c => c.ID);

             Property(c => c.ID)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength()

                 .HasDatabaseGeneratedOption(DatabaseGeneratedOption.None);

             Property(c => c.FromUserID)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.ToUserID)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.Title)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.Content)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.SendTime)

                 .IsRequired();

             Property(c => c.IsRead)

                 .IsRequired();

             ToTable("Messages");

             // Relationships

             this.HasRequired(t => t.FromUser)

                 .WithMany(t => t.SendMessages)

                 .HasForeignKey(t => t.FromUserID)

                 .WillCascadeOnDelete(false);

             this.HasRequired(t => t.ToUser)

                 .WithMany(t => t.ReceiveMessages)

                 .HasForeignKey(t => t.ToUserID)

                 .WillCascadeOnDelete(false);

         }

　　上面代码表示 Message 的映射配置，如果外键可以为 NULL，则使用 HasOptional 方法，多对对则使用 HasMany 和 WithMany，WillCascadeOnDelete 用来级联删除配置，EntityTypeConfiguration 的具体详细配置，请参照：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/data/jj591620.aspx。

　　上面的设计到底有没有问题？我们来分析一下，首先 User 领域模型中的 SendMessages 和 ReceiveMessages 属性，如果单独作为导航属性，这是没有什么问题的，因为我们可以使用导航属性很方便的进行映射配置（比如上面代码），但是放在领域模型中就有点不伦不类了，User 是一个用户对象，我们不能在它的身上来挂一些属于它的东西，因为这些并不是用户本身所具有的，这就好像我设计一个用户模型，它拥有手机，电脑，背包，房子，车子等等，然后就必须在这个用户模型中添加这个属性，这样设计就会很不合理，这个应该设计在它所拥有的物品上，因为只有这些物品拥有用户，这些物品相对于用户来说，才有真正的存在意义。

　　再来看 Message 领域模型，首先 FromUserID,FromUserName,ToUserID,ToUserName 这四个字段就让我们看得很不顺眼，因为这些都是已死的字段，Message 应该关联的是活的 User，而并不是在它身上打上几个 User 的标签，这个表现应该在数据库中（因为数据库中就是存的这些已死的字段），而并不是在活的 Message 领域模型中，FromUser 和 ToUser 的设计是没有问题的，因为关联的就是活的 User 对象。

　　为什么有了 FromUser 和 ToUser 对象，Message 领域模型中还要添加上面那四个字段呢？主要原因还是受思维模式的影响（脚本驱动模式），虽然是基于领域模型设计，但是在设计过程中就会不自觉的往脚本驱动模式上套，为什么？因为我们要使用数据库，不管怎么设计，这些对象都是要存在数据库中的，而数据库存的都是一些已死的对象（只是包含字段），对象死了，那怎么来表示 Message 和 User 对象之间的关联呢？答案就是 FromUserID 和 ToUserID，因为只有通过这两个字段，才能在数据库中体现 Message 和 User 对象之间的关联，数据库存储中确实是这么做的，但是我们把数据库中的关联表现在领域模型中就很不合适了，最后的结果就是 FromUser 和 ToUser 对象的作用只是用来映射配置，Message 领域模型变成和数据库中的 Message 表一样，状态都是已死，转换也就是死的对象转换为死的对象。

　　那到底怎么设计？答案就是把 Message 领域模型中的 FromUserID,FromUserName,ToUserID,ToUserName 四个属性去掉，User 领域模型中的 SendMessages 和 ReceiveMessages 属性也去掉，让领域模型变得干净。那有人会问了，你把这些关联字段去掉了，怎么去映射数据库呢？天无绝人之路，使用 EntityFramework（ORM 工具之一）就很方便的进行映射配置，具体配置，可以看下枚举映射和关联映射两个节点。

数据库已死

　　本节点纯属扯淡，兄台们不感兴趣的话，可以直接略过。

　　“数据库已死”的这个概念，并不是本人提出的，早在六年前在解道中就有人提出，具体可以参考：

　　首先，强调一点，数据库已死的概念，并不是说我们项目中不使用数据库（想想应用程序不使用数据库也不可能），只是说应用程序设计的核心不再是基于数据库设计的，而应该是基于面向对象设计，数据库只是存储数据的一种方式，当然也可以配置文件存储或者内存存储。以往我们进行应用程序设计的时候，都是先根据业务需求定义表结构，然后根据表结构用“面向对象”的语言去传递 SQL 放到数据库中执行，这样面向对象语言就成了所谓的 SQL 搬运工，这样造成的问题就是非常难维护，牵一发而动全身，而且性能瓶颈也主要体现在数据库方面，想想应用程序的性能问题（排除代码问题），我们可以使用负载均衡增加服务器，来分担所带来的压力，而应对数据库性能问题呢？从“MySpace”的经历上就可以看出，那是相当的难处理，而且性能问题主要集中在数据库方面，也是设计的不合理所造成的。

　　我们来看一下 MySqace 的信息系统发展历程：

第一代架构—添置更多的Web服务器：因为用户量小，所以我们一般部署应用程序的时候，都是应用程序和数据库各部署一台，当用户暴增之后，我们就开始部署更多的应用程序服务器（数据库服务器还是一台），但是当用户量达到一定的程度后，部署再多的应用程序服务器已没有什么用，因为数据库服务器就一台。
第二代架构—增加数据库服务器：与增加 Web 服务器不同，增加数据库并没那么简单。如果一个站点由多个数据库支持，设计者必须考虑的是，如何在保证数据一致性的前提下让多个数据库分担压力。MySpace 运行在三个 SQL Server 数据库服务器上—一个为主，所有的新数据都向它提交，然后由它复制到其它两个；另两个数据库服务器全力向用户供给数据，用以在博客和个人资料栏显示。这种方式在一段时间内效果很好—只要增加数据库服务器，加大硬盘，就可以应对用户数和访问量的增加。说到低，这种方式就是拆分数据库，不同的应用程序使用数据库不同，然后部署再不同的服务器上，但是当用户再次达到一定程度后，这种方案也不太适合了。
第三代架构—转到分布式计算架构：MySpace 将目光移到分布式计算架构——它在物理上分布的众多服务器，整体必须逻辑上等同于单台机器。拿数据库来说，就不能再像过去那样将应用拆分，再以不同数据库分别支持，而必须将整个站点看作一个应用。现在，数据库模型里只有一个用户表，支持博客、个人资料和其他核心功能的数据都存储在相同数据库。既然所有的核心数据逻辑上都组织到一个数据库，那么 MySpace 必须找到新的办法以分担负荷——显然，运行在普通硬件上的单个数据库服务器是无能为力的。这次，不再按站点功能和应用分割数据库，MySpace 开始将它的用户按每百万一组分割，然后将各组的全部数据分别存入独立的SQL Server实例。可以看出这种方式显然也不能满足高用户量的需求。
第四代架构—求助于微软方案：2005年早期，账户达到九百万，MySpace 开始用微软的 C# 编写 ASP.NET 程序。在收到一定成效后，MySpace 开始大规模迁移到 ASP.NET。用户达到一千万时，MySpace 再次遭遇存储瓶颈问题。SAN 的引入解决了早期一些性能问题，但站点目前的要求已经开始周期性超越 SAN 的 I/O 容量——即它从磁盘存储系统读写数据的极限速度。
第五代架构—增加数据缓存层并转到支持 64 位处理器的 SQL Server 2005：MySpace 账户达到一千七百万，MySpace 又启用了新的策略以减轻存储系统压力，即增加数据缓存层——位于 Web 服务器和数据库服务器之间，其唯一职能是在内存中建立被频繁请求数据对象的副本，如此一来，不访问数据库也可以向 Web 应用供给数据。2005年中期，服务账户数达到两千六百万时，MySpace 因为我们对内存的渴求而切换到了还处于 beta 测试的支持 64 位处理器的 SQL Server 2005。升级到 SQL Server 2005 和 64 位 Windows Server 2003 后，MySpace 每台服务器配备了 32G 内存，后于 2006 年再次将配置标准提升到 64G。
。。。。

　　总结：从 MySpace 看更加验证，数据库是软件系统的瓶颈，而且最不可伸缩，一旦数据库成为系统瓶颈，就得动大手术，实现架构上的变迁，这是伤筋动骨，变迁人员压力巨大的。另外由于是社区，就是变迁数据丢失也没什么大不了，如果是企业那就......

　　如果我们从软件系统开始之初，就使用对象分析设计，不与数据库沾边，整个流程就完全 OO，分析设计直至代码都摆脱了数据库影响，这个流程如下：

分析建模（基于领域驱动设计的业务建模）
细化设计（基于领域驱动设计的架构设计）
代码实现
调试测试
部署运行

　　那么数据库在什么时候建立呢？数据库表结构的创建可以延缓到部署运行时，这样，整个上游环节就不涉及数据库技术，而是使用更符合自然的表达 OO 方式，软件质量就更高了。现在，很多人已经理解，分析设计要用 OO，但是数据库是运行阶段缺少不了的，确实，这是正确观点，我们夺取数据库的王位，不是将它打倒，只是理性和平移交权力重心而已，数据库退出主角地位，让位于中间件，也预示着过去数据库为王的时代的结束，
但是数据库会和操作系统一样，成为我们现代软件系统一个不可缺少重要的基础环节。

　　了解了这么多，回到”设计误区“这一节点，你会发现，造成设计误区的主要原因还是，在设计的时候不自觉以数据库为中心了，而并非领域模型。

枚举映射

　　在 Message 领域模型中，有个 MessageState 枚举类型，用来表示消息的状态，当然我们也可以使用 Bool 类型的字段来表示，但是消息状态是消息本身的一种状态，用对象来表示更为合适，MessageState 枚举定义如下：

 namespace MessageManager.Domain.DomainModel

 {

     public enum MessageState

     {

         Read,

         NoRead

     }

 }

　　我们使用单元测试对映射转换进行测试，也就是 Code First 模式，测试代码：

 namespace MessageManager.Repositories.Tests

 {

     public class UserRepositoryTest

     {

         [Fact]

         public void AddUserRepository()

         {

             IUserRepository userRepository = new UserRepository(new EntityFrameworkRepositoryContext());

             User user1 = new User("小菜");

             User user2 = new User("大神");

             userRepository.Add(user1);

             userRepository.Add(user2);

             userRepository.Context.Commit();

         }

     }

 }

　　生成数据库发生异常：

　　这个主要原因是当前 EntityFramework 版本不支持枚举类型映射，当前使用的 EntityFramework 版本为 4.3.1：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

 <packages>

   <package id="EntityFramework" version="4.3.1" targetFramework="net40" />

 </packages>

　　EntityFramework 的版本太老了，更新版本为 6.1.1，NuGet 更新命令：update-package EntityFramework

　　EntityFramework 从 4.3.1 升级到 6.1.1 更改的地方（http://msdn.microsoft.com/en-us/data/upgradeef6.aspx）：

System.Data.EntityState.Modified; 更改为 System.Data.Entity.EntityState.Modified;
DatabaseGeneratedOption 需要添加 System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema 命名空间。

　　在升级完 EntityFramework 版本后，重新运行单元测试，但是发现又报如下错误：

　　解决方案：

　　在 MessageManagerDbContext 构造函数中添加如下代码：

         public MessageManagerDbContext()

             : base("MessageManagerDB")

         {

             var ensureDLLIsCopied = System.Data.Entity.SqlServer.SqlProviderServices.Instance;

             this.Configuration.LazyLoadingEnabled = true;

         }

　　重新运行单元测试，测试成功，就会发现在 MessageManagerDB 数据库的 Messages 表中已生成 State 字段，类型为 Int，当然也可以通过 EntityTypeConfiguration 中的 HasColumnType 进行自定义字段类型。

关联映射

　　先看一下，如果我们没有进行任何的 EntityTypeConfiguration 关联设置，生成数据库会是怎样？MessageConfiguration 和 UserConfiguration 配置如下：

     public class MessageConfiguration : EntityTypeConfiguration<Message>

     {

         /// <summary>

         /// Initializes a new instance of <c>MessageConfiguration</c> class.

         /// </summary>

         public MessageConfiguration()

         {

             HasKey(c => c.ID);

             Property(c => c.ID)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength()

                 .HasDatabaseGeneratedOption(DatabaseGeneratedOption.None);

             Property(c => c.Title)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.Content)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

             Property(c => c.SendTime)

                 .IsRequired();

         }

     }

     /// <summary>

     /// Represents the entity type configuration for the <see cref="Customer"/> entity.

     /// </summary>

     public class UserConfiguration : EntityTypeConfiguration<User>

     {

         #region Ctor

         /// <summary>

         /// Initializes a new instance of <c>UserConfiguration</c> class.

         /// </summary>

         public UserConfiguration()

         {

             HasKey(c => c.ID);

             Property(c => c.ID)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength()

                 .HasDatabaseGeneratedOption(DatabaseGeneratedOption.None);

             Property(c => c.Name)

                 .IsRequired()

                 .HasMaxLength();

         }

         #endregion

     }

　　上面代码中我们并没有进行关联配置，生成 MessageManagerDB 数据库中 Messages 表结构：

　　可以看到我们虽然没有进行任何的关联设置，Code First 会自动为我们创建外键关联，仅仅是在 Message 领域模型中添加：

         public virtual User SendUser { get; set; }

         public virtual User ReceiveUser { get; set; }

　　以上效果是我们想要的，这也是 EntityFramework 的进步之处，符合领域驱动设计的思想，领域模型中没有数据库中所谓的主外键关联，有的只是对象之间的关联，而数据库只是存储数据的一种表现，这样数据库设计的概念就不存在了，也让我们忘了数据库的存在，而把更多的精力放在领域模型的设计上，这就是领域驱动设计关键所在。

　　除了 EntityFramework 默认生成关联配置，我们也可以进行自定义配置，比如，上面生成外键字段为：SendUser_ID 和 ReceiveUser_ID，也可以自定义字段名称：

             HasRequired(x => x.SendUser)

                 .WithMany()

                 .Map(x => x.MapKey("SendUserID"))

                 .WillCascadeOnDelete(false);

             HasRequired(x => x.ReceiveUser)

                 .WithMany()

                 .Map(x => x.MapKey("ReceiveUserID"))

                 .WillCascadeOnDelete(false);

　　上面就是自定义外键字段为：SendUserID 和 ReceiveUserID，关于 EntityTypeConfiguration 的配置，比如一对一，一对多，多对多，联合主外键等等，可以参考：

后记

GitHub 开源地址：https://github.com/yuezhongxin/MessageManager
ASP.NET MVC 发布地址：http://www.xishuaiblog.com:8081/
ASP.NET WebAPI 发布地址：http://www.xishuaiblog.com:8082/api/Message/GetMessagesBySendUser/小菜

　　更新项目：MessageManager.Domain，MessageManager.Domain.Tests，MessageManager.Repositories 和 MessageManager.Repositories.Tests，其他未更新，获取生成会报错。

　　幻想下，如果存在对象性数据库，存储的都是“活生生”的对象，那是怎样的一种情形？咳咳，只是幻想。

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　　参考资料：