万字长文，结合电商支付业务一文搞懂DDD

时间：2021-02-20 20:33:08

关键字：电商支付业务 DDD

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[导读]本文结合电商支付场景详细描述了领域驱动模型的实际应用。

作者范钢，曾任航天信息首席架构师，《大话重构》一书的作者。本文结合电商支付场景详细描述了领域驱动模型的实际应用。

2004 年，软件大师 Eric Evans 的不朽著作《领域驱动设计：软件核心复杂性应对之道》面世，从书名可以看出，这是一本应对软件系统越来越复杂的方法论的图书。然而，在当时，中国的软件业才刚刚起步，软件系统还没有那么复杂，即使维护了几年，软件退化了，不好维护了，推倒重新开发就好了。因此，在过去的那么多年里，真正运用领域驱动设计开发（DDD）的团队并不多。一套优秀的方法论，因为现实阶段的原因而一直不温不火。

不过，这些年随着中国软件业的快速发展，软件规模越来越大，生命周期也越来越长，推倒重新开发的成本和风险越来越大。这时，软件团队急切需要在较低成本的状态下持续维护一个系统很多年。然而，事与愿违。随着时间的推移，程序越来越乱，维护成本越来越高，软件退化成了无数软件团队的噩梦。

这时，微服务架构成了规模化软件的解决之道。不过，微服务对设计提出了很高的要求，强调“小而专、高内聚”，否则就不能发挥出微服务的优势，甚至可能令问题更糟糕。

因此，微服务的设计，微服务的拆分都需要领域驱动设计的指导。那么，领域驱动为什么能解决软件规模化的问题呢？我们先从问题的根源谈起，即软件退化。

软件退化的根源

最近 10 年的互联网发展，从电子商务到移动互联，再到“互联网+”与传统行业的互联网转型，是一个非常痛苦的转型过程。而近几年的人工智能与 5G 技术的发展，又会带动整个产业向着大数据与物联网发展，另一轮的技术转型已经拉开帷幕。

那么，在这个过程中，一方面会给我们带来诸多的挑战，另一方面又会给我们带来无尽的机会，它会带来更多的新兴市场、新兴产业与全新业务，给我们带来全新的发展机遇。

然而，在面对全新业务、全新增长点的时候，我们能不能把握住这样的机遇呢？我们期望能把握住，但每次回到现实，回到正在维护的系统时，却令人沮丧。我们的软件总是经历着这样的轮回，软件设计质量最高的时候是第一次设计的那个版本，当第一个版本设计上线以后就开始各种需求变更，这常常又会打乱原有的设计。

因此，需求变更一次，版本迭代一次，软件就修改一次，软件修改一次，质量就下降一次。不论第一次的设计质量有多高，软件经历不了几次变更，就进入一种低质量、难以维护的状态。进而，团队就不得不在这样的状态下，以高成本的方式不断地维护下去，维护很多年。

这时候，维护好原有的业务都非常不易，又如何再去期望未来更多的全新业务呢？比如，这是一段电商网站支付功能的设计，最初的版本设计质量还是不错的：

当第一个版本上线以后，很快就迎来了第一次变更，变更的需求是增加商品折扣功能，并且这个折扣功能还要分为限时折扣、限量折扣、某类商品的折扣、某个商品的折扣。当我们拿到这个需求时怎么做呢？很简单，增加一个 if 语句，if 限时折扣就怎么怎么样，if 限量折扣就怎么怎么样……代码开始膨胀了。

接着，第二次变更需要增加 VIP 会员，除了增加各种金卡、银卡的折扣，还要为会员发放各种福利，让会员享受各种特权。为了实现这些需求，我们又要在 payoff() 方法中加入更多的代码。

第三次变更增加的是支付方式，除了支付宝支付，还要增加微信支付、各种银行卡支付、各种支付平台支付，此时又要塞入一大堆代码。经过这三次变更，你可以想象现在的 payoff() 方法是什么样子了吧，变更是不是就可以结束了呢？其实不能，接着还要增加更多的秒杀、预订、闪购、众筹，以及各种返券。程序变得越来越乱而难以阅读和维护，每次变更也变得越来越困难。

问题来了：为什么软件会退化，会随着变更而设计质量下降呢？在这个问题上，我们必须寻找到问题的根源，才能对症下药、解决问题。

要探寻软件退化的根源，先要从探寻软件的本质及其规律开始，软件的本质就是对真实世界的模拟，每个软件都能在真实世界中找到它的影子。因此，软件中业务逻辑正确与否的唯一标准就是是否与真实世界一致。如果一致，则软件是 OK 的；不一致，则用户会提 Bug、提新需求。

在这里发现了一个非常重要的线索，那就是，软件要做成什么样，既不由我们来决定，也不由用户来决定，而是由客观世界决定。用户为什么总在改需求，是因为他们也不确定客观世界的规则，只有遇到问题了他们才能想得起来。因此，对于我们来说，与其唯唯诺诺地按照用户的要求去做软件，不如在充分理解业务的基础上去分析软件，这样会更有利于我们减少软件维护的成本。

那么，真实世界是怎样的，我们就怎样开发软件，不就简单了吗？其实并非如此，因为真实世界是非常复杂的，要深刻理解真实世界中的这些业务逻辑是需要一个过程的。因此，我们最初只能认识真实世界中那些简单、清晰、易于理解的业务逻辑，把它们做到我们的软件里，即每个软件的第一个版本的需求总是那么清晰明了、易于设计。

然而，当我们把第一个版本的软件交付用户使用的时候，用户却会发现，还有很多不简单、不明了、不易于理解的业务逻辑没做到软件里。这在使用软件的过程中很不方便，和真实业务不一致，因此用户就会提 Bug、提新需求。

在我们不断地修复 Bug，实现新需求的过程中，软件的业务逻辑也会越来越接近真实世界，使得我们的软件越来越专业，让用户感觉越来越好用。但是，在软件越来越接近真实世界的过程中，业务逻辑就会变得越来越复杂，软件规模也越来越庞大。

你一定有这样一个认识：简单软件有简单软件的设计，复杂软件有复杂软件的设计。

比如，现在的需求就是将用户订单按照“单价 × 数量”公式来计算应付金额，那么在一个 PaymentBus 类中增加一个 payoff() 方法即可，这样的设计没有问题。不过，如果现在的需要在付款的过程中计算各种折扣、各种优惠、各种返券，那么我们必然会做成一个复杂的程序结构。

但是，真实情况却不是这样的。真实情况是，起初我们拿到的需求是那个简单需求，然后在简单需求的基础上进行了设计开发。但随着软件的不断变更，软件业务逻辑变得越来越复杂，软件规模不断扩大，逐渐由一个简单软件转变成一个复杂软件。

这时，如果要保持软件设计质量不退化，就应当逐步调整软件的程序结构，逐渐由简单的程序结构转变为复杂的程序结构。如果我们总是这样做，就能始终保持软件的设计质量，不过非常遗憾的是，我们以往在维护软件的过程中却不是这样做的，而是不断地在原有简单软件的程序结构下，往 payoff() 方法中塞代码，这样做必然会造成软件的退化。

也就是说，软件退化的根源不是版本迭代和需求变更，版本迭代和需求变更只是一个诱因。如果每次软件变更时，适时地进行解耦，进行功能扩展，再实现新的功能，就能保持高质量的软件设计。但如果在每次软件变更时没有调整程序结构，而是在原有的程序结构上不断地塞代码，软件就会退化。这就是软件发展的规律，软件退化的根源。

杜绝软件退化：两顶帽子

前面谈到，要保持软件设计质量不退化，必须在每次需求变更的时候，对原有的程序结构适当地进行调整。那么应当怎样进行调整呢？还是回到前面电商网站付款功能的那个案例，看看每次需求变更应当怎样设计。

在交付第一个版本的基础上，很快第一次需求变更就到来了。第一次需求变更的内容如下。

增加商品折扣功能，该功能分为以下几种类型：

限时折扣

限量折扣

对某类商品进行折扣

对某个商品进行折扣

不折扣

以往我们拿到这个需求，就很不冷静地开始改代码，修改成了如下一段代码：

这里增加了的 if else 语句，并不是一种好的变更方式。如果每次都这样变更，那么软件必然就会退化，进入难以维护的状态。这种变更为什么不好呢？因为它违反了“开放-封闭原则”。

开闭原则（OCP） 分为开放原则与封闭原则两部分。

开放原则：我们开发的软件系统，对于功能扩展是开放的（Open for Extension），即当系统需求发生变更时，可以对软件功能进行扩展，使其满足用户新的需求。

封闭原则：对软件代码的修改应当是封闭的（Close for Modification），即在修改软件的同时，不要影响到系统原有的功能，所以应当在不修改原有代码的基础上实现新的功能。也就是说，在增加新功能的时候，新代码与老代码应当隔离，不能在同一个类、同一个方法中。

前面的设计，在实现新功能的同时，新代码与老代码在同一个类、同一个方法中了，违反了“开闭原则”。怎样才能既满足“开闭原则”，又能够实现新功能呢？在原有的代码上你发现什么都做不了！难道“开闭原则”错了吗？

问题的关键就在于，当我们在实现新需求时，应当采用“两顶帽子”的方式进行设计，这种方式就要求在每次变更时，将变更分为两个步骤。

两顶帽子：

在不添加新功能的前提下，重构代码，调整原有程序结构，以适应新功能；
实现新的功能。

按以上案例为例，为了实现新的功能，我们在原有代码的基础上，在不添加新功能的前提下调整原有程序结构，我们抽取出了 Strategy 这样一个接口和“不折扣”这个实现类。这时，原有程序变了吗？没有。但是程序结构却变了，增加了这样一个接口，称之为“可扩展点”。在这个可扩展点的基础上再实现各种折扣，既能满足“开放-封闭原则”来保证程序质量，又能够满足新的需求。当日后发生新的变更时，什么类型的折扣有变化就修改哪个实现类，添加新的折扣类型就增加新的实现类，维护成本得到降低。

“两顶帽子”的设计方式意义重大。过去，我们每次在设计软件时总是担心日后的变更，就很不冷静地设计了很多所谓的“灵活设计”。然而，每一种“灵活设计”只能应对一种需求变更，而我们又不是先知，不知道日后会发生什么样的变更。最后的结果就是，我们期望的变更并没有发生，所做的设计都变成了摆设，它既不起什么作用，还增加了程序复杂度；我们没有期望的变更发生了，原有的程序依然不能解决新的需求，程序又被打回了原形。因此，这样的设计不能真正解决未来变更的问题，被称为“过度设计”。

有了“两顶帽子”，我们不再需要焦虑，不再需要过度设计，正确的思路应当是“活在今天的格子里做今天的事儿”，也就是为当前的需求进行设计，使其刚刚满足当前的需求。所谓的“高质量的软件设计”就是要掌握一个平衡，一方面要满足当前的需求，另一方面要让设计刚刚满足需求，从而使设计最简化、代码最少。这样做，不仅软件设计质量提高了，设计难点也得到了大幅度降低。

简而言之，保持软件设计不退化的关键在于每次需求变更的设计，只有保证每次需求变更时做出正确的设计，才能保证软件以一种良性循环的方式不断维护下去。这种正确的设计方式就是“两顶帽子”。

但是，在实践“两顶帽子”的过程中，比较困难的是第一步。在不添加新功能的前提下，如何重构代码，如何调整原有程序结构，以适应新功能，这是有难度的。很多时候，第一次变更、第二次变更、第三次变更，这些事情还能想清楚；但经历了第十次变更、第二十次变更、第三十次变更，这些事情就想不清楚了，设计开始迷失方向。

那么，有没有一种方法，让我们在第十次变更、第二十次变更、第三十次变更时，依然能够找到正确的设计呢？有，那就是“领域驱动设计”。

保持软件质量：领域驱动

前面谈到，软件的本质就是对真实世界的模拟。因此，我们会有一种想法，能不能将软件设计与真实世界对应起来，真实世界是什么样子，那么软件世界就怎么设计。如果是这样的话，那么在每次需求变更时，将变更还原到真实世界中，看看真实世界是什么样子的，根据真实世界进行变更。这样，日后不论怎么变更，经过多少轮变更，都按照这样的方法进行设计，就不会迷失方向，设计质量就可以得到保证，这就是“领域驱动设计”的思想。

那么，如何将真实世界与软件世界对应起来呢？这样的对应就包括以下三个方面的内容：

真实世界有什么事物，软件世界就有什么对象；

真实世界中这些事物都有哪些行为，软件世界中这些对象就有哪些方法；

真实世界中这些事物间都有哪些关系，软件世界中这些对象间就有什么关联。

真实世界与软件世界的对应图

在领域驱动设计中，就将以上三个对应，先做成一个领域模型，然后通过这个领域模型指导程序设计；在每次需求变更时，先将需求还原到领域模型中分析，根据领域模型背后的真实世界进行变更，然后根据领域模型的变更指导软件的变更，设计质量就可以得到提高。

结合电商支付实际演练DDD

现在，我们以电商网站的支付功能为例，来演练一下基于 DDD 的软件设计及其变更的过程。

运用 DDD 进行软件设计

开发人员在最开始收到的关于用户付款功能的需求描述是这样的：

在用户下单以后，经过下单流程进入付款功能；

通过用户档案获得用户名称、地址等信息；

记录商品及其数量，并汇总付款金额；

保存订单；

通过远程调用支付接口进行支付。

以往当拿到这个需求时，开发人员往往草草设计以后就开始编码，设计质量也就不高。

而采用领域驱动的方式，在拿到新需求以后，应当先进行需求分析，设计领域模型。按照以上业务场景，可以分析出：

该场景中有“订单”，每个订单都对应一个用户；

一个用户可以有多个用户地址，但每个订单只能有一个用户地址；

此外，一个订单对应多个订单明细，每个订单明细对应一个商品，每个商品对应一个供应商。

最后，我们对订单可以进行“下单”“付款”“查看订单状态”等操作。因此形成了以下领域模型图：

有了这样的领域模型，就可以通过该模型进行以下程序设计：

通过领域模型的指导，将“订单”分为订单 Service 与值对象，将“用户”分为用户 Service 与值对象，将“商品”分为商品 Service 与值对象……然后，在此基础上实现各自的方法。

商品折扣的需求变更

当电商网站的付款功能按照领域模型完成了第一个版本的设计后，很快就迎来了第一次需求变更，即增加折扣功能，并且该折扣功能分为限时折扣、限量折扣、某类商品的折扣、某个商品的折扣与不折扣。当我们拿到这个需求时应当怎样设计呢？很显然，在 payoff() 方法中去插入 if else 语句是不 OK 的。这时，按照领域驱动设计的思想，应当将需求变更还原到领域模型中进行分析，进而根据领域模型背后的真实世界进行变更。

这是上一个版本的领域模型，现在我们要在这个模型的基础上增加折扣功能，并且还要分为限时折扣、限量折扣、某类商品的折扣等不同类型。这时，我们应当怎么分析设计呢？

首先要分析付款与折扣的关系。

付款与折扣是什么关系呢？你可能会认为折扣是在付款的过程中进行的折扣，因此就应当将折扣写到付款中。这样思考对吗？我们应当基于什么样的思想与原则来设计呢？这时，另外一个重量级的设计原则应该出场了，那就是“单一职责原则”。

单一职责原则：软件系统中的每个元素只完成自己职责范围内的事，而将其他的事交给别人去做，我只是去调用。

单一职责原则是软件设计中一个非常重要的原则，但如何正确地理解它成为一个非常关键的问题。在这句话中，准确理解的关键就在于“职责”二字，即自己职责的范围到底在哪里。以往，我们错误地理解这个“职责”就是做某一个事，与这个事情相关的所有事情都是它的职责，正因为这个错误的理解，带来了许多错误的设计，而将折扣写到付款功能中。那么，怎样才是对“职责”正确的理解呢？

“一个职责就是软件变化的一个原因”是著名的软件大师 Bob 大叔在他的《敏捷软件开发：原则、模式与实践》中的表述。但这个表述过于精简，很难深刻地理解其中的内涵。这里我好好解读一下这句话。

先思考一下什么是高质量的代码？你可能立即会想到“低耦合、高内聚”，以及各种设计原则，但这些评价标准都太“虚”。最直接、最落地的评价标准就是，当用户提出一个需求变更时，为了实现这个变更而修改软件的成本越低，那么软件的设计质量就越高。当来了一个需求变更时，怎样才能让修改软件的成本降低呢？如果为了实现这个需求，需要修改 3 个模块的代码，完后这 3 个模块都需要测试，其维护成本必然是“高”。那么怎样才能降到最低呢？如果只需要修改 1 个模块就可以实现这个需求，维护成本就要低很多了。

那么，怎样才能在每次变更的时候都只修改一个模块就能实现新需求呢？那就需要我们在平时就不断地整理代码，将那些因同一个原因而变更的代码都放在一起，而将因不同原因而变更的代码分开放，放在不同的模块、不同的类中。这样，当因为这个原因而需要修改代码时，需要修改的代码都在这个模块、这个类中，修改范围就缩小了，维护成本降低了，修改代码带来的风险自然也降低了，设计质量也就提高了。

总之，单一职责原则要求我们在维护软件的过程中需要不断地进行整理，将软件变化同一个原因的代码放在一起，将软件变化不同原因的代码分开放。按照这样的设计原则，回到前面那个案例中，那么应当怎样去分析“付款”与“折扣”之间的关系呢？只需要回答两个问题：

当“付款”发生变更时，“折扣”是不是一定要变？

当“折扣”发生变更时，“付款”是不是一定要变？

当这两个问题的答案是否定时，就说明“付款”与“折扣”是软件变化的两个不同的原因，那么把它们放在一起，放在同一个类、同一个方法中，合适吗？不合适，就应当将“折扣”从“付款”中提取出来，单独放在一个类中。

同样的道理：

当“限时折扣”发生变更的时候，“限量折扣”是不是一定要变？

当“限量折扣”发生变更的时候，“某类商品的折扣”是不是一定要变？

……

最后发现，不同类型的折扣也是软件变化不同的原因。将它们放在同一个类、同一个方法中，合适吗？通过以上分析，我们做出了如下设计：

在该设计中，将折扣功能从付款功能中独立出去，做出了一个接口，然后以此为基础设计了各种类型的折扣实现类。这样的设计，当付款功能发生变更时不会影响折扣，而折扣发生变更的时候不会影响付款。同样，当“限时折扣”发生变更时只与“限时折扣”有关，“限量折扣”发生变更时也只与“限量折扣”有关，与其他折扣类型无关。变更的范围缩小了，维护成本就降低了，设计质量提高了。这样的设计就是“单一职责原则”的真谛。

接着，在这个版本的领域模型的基础上进行程序设计，在设计时还可以加入一些设计模式的内容，因此我们进行了如下的设计：