DDD与TDD(2024)

发布时间:2024年01月15日

什么是领域驱动设计(DDD)?

领域驱动设计(Domain-Driven Design,简称DDD)是一种软件开发方法,旨在通过深入理解业务领域(Domain)的复杂性,创建有效且富有表现力的软件模型。这种方法由Eric Evans在其2004年出版的书《领域驱动设计:软件核心复杂性应对之道》中详细介绍。

DDD的核心在于业务领域和业务逻辑的重要性,它结合了一系列概念、原则和模式,并鼓励开发人员、业务分析师和业务专家之间的紧密合作。

DDD的关键概念包括:

  1. Ubiquitous Language(泛在语言)
    泛在语言是团队成员用于沟通领域模型的共同语言。这种语言在团队成员之间共享,确保在讨论软件及其功能时避免歧义和混淆。

  2. 限界上下文(Bounded Context)
    限界上下文是领域中明确边界内的模型。每个限界上下文内部都有一致性和完整性,它定义了模型适用的特定范围,不同的限界上下文可以用不同的模型来表示同一领域的不同部分。

  3. 实体(Entity)和值对象(Value Object)
    实体是拥有唯一标识符和生命周期的域对象,它的身份不会因其属性的改变而改变。值对象则是无需唯一标识符、通过其属性完全定义、通常是不可变的域对象。

  4. 聚合(Aggregate)和聚合根(Aggregate Root)
    聚合是一组关联对象的集合,它们被看作是一个单元用于数据修改。聚合根是聚合的一个实体,它充当了聚合的入口,负责保证聚合的完整性和不变性。

  5. 领域服务(Domain Service)
    领域服务包含特定领域内的操作和业务逻辑,这些操作不自然属于任何实体或值对象,因此被封装在服务中。

  6. 应用服务(Application Service)
    应用服务协调领域层和应用程序的其他部分,如用户界面或外部接口。它们定义了软件的用例和操作,但不包含业务规则。

  7. 领域事件(Domain Event)
    领域事件是在域模型中发生的、对业务来说具有意义的事件。它们是不可变的,用于表示某些事情已经发生,并可以触发业务流程中的其他操作。

  8. 仓储(Repository)
    仓储为聚合或实体提供了持久化机制。它抽象了底层存储和获取聚合的细节,并提供了集合式的接口来管理领域对象。

DDD的实施步骤:

  1. 深入理解业务
    与业务专家合作,深入探讨领域知识,确保软件反映真实的业务需求。

  2. 创建和维护模型
    建构领域模型,这个模型应该是丰富的、表达力强的,并且是反映业务理解的实体、值对象、服务和事件的集合。

  3. 发展泛在语言
    开发和业务团队应共同演进泛在语言,确保模型和语言随着业务的发展而发展。

  4. 定义限界上下文
    识别并定义模型的边界,以维护模型内的一致性,并管理不同上下文间的集成。

  5. 打磨模型
    模型不是一成不变的,需要随着业务的发展和团队理解的提升而不断演化。

  6. 集成和测试
    确保模型的实现正确无误,并且能有效地与系统的其他部分集成。

DDD的目标是通过创建一个紧密映射业务领域的模型来简化软件开发,提高软件质量,并使得软件能够持续适应业务的变化。通过将关注点集中在核心领域,DDD可以帮助团队避免不必要的复杂性,并构建更加灵活、可维护的系统。

贫血模型

贫血模型(Anemic Domain Model)是一种软件开发模型,这个名词通常在领域驱动设计(DDD)的讨论中被提及,用于描述那些领域模型中缺乏业务逻辑的情况。在贫血模型中,领域对象(通常是实体和值对象)仅仅包含数据状态,而没有相应的行为,这意味着它们更像是数据结构或数据传输对象(Data Transfer Objects,DTOs),而业务逻辑则被放置在服务层中,通常是以一系列的服务类来实现。

贫血模型的特点:

  1. 数据与行为分离
    领域实体包含数据字段,但不包含业务规则或行为。所有的业务逻辑都是由外部的服务层处理的。

  2. 低内聚力
    由于数据和行为的分离,领域实体本身无法保证自身业务规则的一致性,因此这些实体通常被视作低内聚力的。

  3. 过度依赖服务层
    业务逻辑主要集中在服务层,这导致领域模型依赖于服务层才能实现业务功能。

  4. 过度使用数据传输对象(DTO)
    在远程通信或界面显示时,常常需要使用DTO来传递数据,DTO的过度使用可能会导致模型的复杂性增加。

贫血模型的问题:

  1. 违反面向对象设计原则
    根据面向对象设计原则,数据和行为应该被封装在一起。贫血模型的做法破坏了封装性,因为数据和行为是分离的。

  2. 复杂的服务层
    所有业务逻辑都集中在服务层,这可能导致服务层变得复杂而难以维护。

  3. 代码重用性差
    由于领域实体中缺乏行为,所以难以在不同的上下文中重用这些实体。

  4. 测试难度增加
    对于业务逻辑的测试通常需要在服务层进行,这可能导致测试更加复杂。

  5. 困难的维护和演化
    随着业务逻辑的增长,服务层可能会变得越来越庞大,难以分析和修改。

与充血模型的对比:

充血模型(Rich Domain Model)是一个包含数据和行为的领域模型,它是DDD推荐的模型。在充血模型中,实体和值对象包含了与之相关的业务逻辑,更加符合面向对象的原则。

使用场景:

尽管贫血模型有许多缺点,它在某些情况下仍然适用,例如在简单CRUD(创建、读取、更新和删除)应用程序中,可能不需要丰富的领域模型,或者在具有严格分层架构且远程通信较多的分布式系统中,它能够简化远程对象的传输。

总的来说,贫血模型可能适用于那些业务逻辑相对简单,或者领域逻辑不是系统重点的场景。然而,对于那些需要丰富领域逻辑、面向领域驱动设计的系统,则通常建议采用充血模型。

代码演示贫血模型

贫血模型是一种设计模式,其中业务逻辑主要位于服务类中,而不是领域模型中。可以通过一个简单的Java示例来演示贫血模型。在这个例子中,我们将创建一个Customer的实体类,它只包含数据,不包含任何行为。所有行为逻辑将被放置在一个单独的CustomerService类中。

Customer实体(贫血模型)

public class Customer {
    private String id;
    private String name;
    private String email;

    // 典型的 getter 和 setter 方法
    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }
}

在上面的Customer实体中,没有方法来表示业务操作。所有属性都是私有的,并且通过公开的getter和setter方法来访问。

CustomerService类(包含业务逻辑)

public class CustomerService {
    // 依赖注入存储库(比如数据库访问层)
    private CustomerRepository repository;

    public CustomerService(CustomerRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }
    
    public void registerCustomer(Customer customer) {
        if (customer.getEmail() == null || customer.getName() == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Missing data");
        }
        // 假设这里有电子邮件格式的验证逻辑
        if (!customer.getEmail().contains("@")) {
            throw new IllegalArgumentException("Email is not valid");
        }
        repository.save(customer);
    }

    public void changeCustomerEmail(String customerId, String newEmail) {
        Customer customer = repository.findById(customerId);
        if (customer == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Customer not found");
        }
        // 假设这里有更多的业务逻辑来检查电子邮件

        customer.setEmail(newEmail);
        repository.save(customer);
    }

    // 可能还有更多关于客户的业务操作
}

CustomerService类中,所有的业务逻辑都是通过方法来表示的,实体类Customer自身不包含任何业务规则或行为。

优点和缺点

优点

  1. 简单直观:数据模型很容易理解,因为它们只是简单的数据容器。
  2. 分层清晰:在多层架构中,业务逻辑严格地和数据模型分离,服务层清晰地负责处理所有业务逻辑。

缺点

  1. 低内聚:业务逻辑分散在多个服务中,而不是和数据一起封装在实体中。
  2. 可维护性差:随着时间的推移和业务逻辑的增长,服务类可能变得非常庞大和复杂。
  3. 面向过程的设计:这种模式更像是传统的面向过程设计,不符合面向对象编程的原则,如封装和对象身份。

在真实世界的复杂应用中,贫血模型可能导致难以管理和维护的代码库。为了避免这些问题,现代的应用程序开发通常倾向于使用更加丰富的领域模型,其中数据和行为在领域对象内部紧密结合。

充血模型

充血模型(Rich Domain Model),也称为充实模型,是一种软件设计模式,它强调将业务逻辑封装在领域实体内部,遵循面向对象编程(OOP)的原则。这种模型通常用于领域驱动设计(DDD)中,以创建更加有表现力的业务模型和可维护的系统。

在充血模型中,每个领域实体不仅包含它自己的数据(即属性或字段),还包含与之相关的行为(即方法)。这样,领域对象就可以自我管理其状态,并且能够实施和保证其业务规则的一致性。

充血模型的特点:

  1. 封装:数据和行为被封装在同一个领域对象中,这符合OOP的封装原则。
  2. 内聚:相关的数据和行为被放置在一起,增加了模型的内聚力。
  3. 自治:领域模型是自治的,它掌控自己的行为和状态,不依赖于其他对象。
  4. 表达力:领域模型通过其行为能够直接表达业务规则和意图。
  5. 复用性:封装好的行为可以在不同的上下文中被复用。

充血模型的实现示例:

以下是一个简单的Java示例,我们将创建一个Customer的领域实体类,并在其中封装业务逻辑。

public class Customer {
    private String id;
    private String name;
    private String email;

    // 构造函数
    public Customer(String id, String name, String email) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        setEmail(email); // 使用下面的setEmail方法设置,以便进行验证
    }

    // Getter 方法
    public String getId() {
        return id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    // Setter 方法(包含业务规则)
    public void setEmail(String email) {
        if (email == null || !email.contains("@")) {
            throw new IllegalArgumentException("Email is not valid");
        }
        this.email = email;
    }

    // 业务方法
    public void updateEmail(String newEmail) {
        setEmail(newEmail);
        // 还可以添加其他逻辑,比如发送邮箱变更通知
    }

    // 可能还有其他与客户相关的业务行为
}

在上述Customer类中,我们可以看到数据和行为紧密相连。setEmail方法不仅仅是一个简单的setter,它还封装了验证逻辑。而updateEmail方法则提供了一个特定的业务操作,包含更新电子邮件地址的业务规则。

充血模型的优点:

  1. 强内聚力:相关的业务逻辑和数据都封装在同一个领域对象中。
  2. 面向对象的设计:模型遵循OOP原则,易于理解和维护。
  3. 可维护性:业务规则和行为集中在领域对象中,方便追踪和修改。
  4. 高复用性:领域对象的行为可以在不同场景下重用,提高了代码的复用性。
  5. 易于测试:每个领域对象都可以独立测试,不需要依赖外部服务层。

充血模型的缺点:

  1. 概念密集:模型可能会变得复杂,尤其是在业务规则很多的情况下。
  2. 设计挑战:需要精心设计来平衡领域对象的职责,避免过度膨胀。

结论:

充血模型适合那些业务逻辑复杂,领域模型需要反映丰富业务行为的场景。它可以帮助开发者构建出高度内聚、易于维护和扩展的系统。通过这种方法,业务逻辑被组织得更为合理,代码更加清晰和可维护。然而,它也要求开发者有更深入的领域知识和面向对象设计的经验。

什么是TDD

测试驱动开发(Test-Driven Development,简称TDD)是一种软件开发方法,它强调在编写实际代码之前先编写自动化测试用例。TDD的目的是通过小步迭代来改善软件设计和提高代码质量。

TDD的工作流程:

TDD遵循一个简单的循环,通常被称为红-绿-重构(Red-Green-Refactor)循环:

  1. 编写一个失败的测试(红色)
    开始编写一个新功能前,先编写一个单元测试,描述期望的行为。此时运行测试,它应该失败,因为对应的功能尚未实现。

  2. 编写最简单的代码使测试通过(绿色)
    接下来,编写足够的代码以通过刚刚编写的测试。在这一步,不需要考虑代码质量,只需使测试绿色通过。

  3. 对代码进行重构(重构)
    现在测试已经通过了,接下来的步骤是重构刚刚写的代码,改善其结构和可读性,同时保持测试通过。这个阶段可以消除代码中的冗余,优化设计。

  4. 重复以上步骤
    对于新的功能或修复,重复上述循环,每次只针对一个小的功能增量。

TDD的关键原则:

  • 测试先行:在编写任何功能代码之前先编写测试。
  • 小步前进:以小的功能增量来开发软件,每次只解决一个问题。
  • 快速反馈:测试提供了对系统行为的即时反馈。
  • 持续重构:在整个开发过程中不断改善代码的设计和质量。
  • 简单设计:只编写满足当前测试用例所需的代码,不做额外的假设。

TDD的优点:

  • 提早发现错误:由于测试是首先编写的,因此可以在功能代码实现之前就发现潜在的错误和问题。
  • 改善设计:TDD鼓励开发者思考如何设计代码以便于测试,通常会导致更好的软件设计。
  • 促进代码重用:通过TDD,代码通常会更加模块化,易于复用。
  • 提高代码覆盖率:由于一开始就编写测试,所以通常会得到较高的测试覆盖率。
  • 减少回归错误:添加新功能或重构现有代码时,可以快速运行测试来确保没有破坏现有功能。

TDD的缺点:

  • 学习曲线:对于新手来说,TDD可能有一定的学习曲线,因为它要求开发者调整他们的开发习惯和思维方式。
  • 初始投入:TDD可能会在项目初期增加开发时间,因为编写测试需要额外的时间和努力。
  • 维护测试代码:随着项目的发展,测试代码本身也需要维护和更新。

应用场景:

TDD尤其适合于那些对代码质量和系统可靠性有高要求的项目,如金融、医疗和航空航天领域的软件开发。同时,它也适合于追求敏捷开发和快速迭代的团队。

结论:

TDD是一种有效的软件开发实践,它通过测试来引导代码的编写和设计。当正确实施时,TDD可以显著提高代码质量,减少后期的缺陷,并使后续的维护工作更加容易。然而,它需要开发者具备编写有效测试的能力,以及对测试和代码设计的深入理解。

TDD代码演示

让我们通过一个简单的Java示例来了解TDD的实践过程。

假设我们要开发一个计算器应用程序,它可以进行基本的算术运算。我们将从实现加法功能开始。

第1步:编写一个失败的测试(红色)

我们首先编写一个测试用例,用来测试加法功能。

import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;

public class CalculatorTest {

    @Test
    public void testAddition() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3));
    }
}

此时,我们还没有创建Calculator类和add方法,所以这个测试应该会失败。

第2步:编写最简单的代码使测试通过(绿色)

现在,我们编写足够的代码让测试通过。

public class Calculator {

    public int add(int number1, int number2) {
        return number1 + number2;
    }
}

运行测试,现在它应该通过了。

第3步:对代码进行重构(重构)

我们的add方法已经足够简单,可能不需要重构。但重构的目的不仅仅是简化代码,还可以改善代码结构或者提高代码可读性。在这个例子中,我们就假设不需要重构。

如果我们的add方法在实际情况中更复杂,或者我们在之后的开发中发现了更好的实现方式,我们可以在这个阶段进行重构。

第4步:重复以上步骤

现在我们添加一个测试用例,用来测试减法功能。

@Test
public void testSubtraction() {
    Calculator calculator = new Calculator();
    assertEquals(1, calculator.subtract(3, 2));
}

运行测试,它会失败,因为我们还没有实现subtract方法。

然后我们添加subtract方法。

public class Calculator {

    // ... 已有的 add 方法

    public int subtract(int number1, int number2) {
        return number1 - number2;
    }
}

再次运行测试,现在两个测试都应该通过了。

这就是TDD的基本流程。每次你想要添加一个新功能或改进现有功能时,你都应该通过写测试来开始。让测试失败,然后编写或修改代码来通过测试,最后重构代码以保持代码的质量。

在实际的软件开发中,你可能还会遇到需要对接口、异常处理、模拟外部依赖等复杂情况的测试,这些都可以使用TDD的原则来处理。重要的是,TDD不是一种测试方法,而是一种设计和开发软件的方法。它鼓励开发者从用户的需求出发,先思考如何验证功能的正确性,再实现功能本身。

DDD与TDD对比

领域驱动设计(Domain-Driven Design,简称DDD)与测试驱动开发(Test-Driven Development,简称TDD)是两种不同的软件开发方法,它们专注于不同的软件开发方面。然而,它们也可以相互补充,一起使用以提高软件质量和确保业务需求的准确实现。让我们深入对比一下这两种方法。

领域驱动设计(DDD)

DDD是一种软件设计哲学,它强调的是软件的模型应该基于它的业务领域,且这些模型是软件中最关键的部分。DDD的目的是创建有表现力的模型,这些模型能够捕捉业务的本质和业务规则,使得软件能够清晰地反映和支持业务需求。

DDD的关键概念和实践包括:
  • 领域模型:在整个开发过程中,领域模型起着核心作用。这个模型是对业务领域深刻理解的反映。
  • 限界上下文(Bounded Context):软件中区分不同领域模型的明确界限。
  • 领域服务(Domain Services):在领域模型中不自然属于任何实体的操作或业务逻辑。
  • 实体(Entities)和值对象(Value Objects):领域模型中的两个基本构件。
  • 聚合(Aggregates):一组实体和值对象的集合,构成一个数据操作和变换的单元。
  • 领域事件(Domain Events):当领域模型中发生重要业务事件时,这些事件会被定义和触发。

测试驱动开发(TDD)

TDD是一种软件开发方法,它要求开发者先写自动化测试,然后编写实现代码,最后进行代码重构。目标是通过频繁的测试来引导软件设计,并确保软件有很高的可测试性和质量。

TDD的关键原则包括:
  • 小步迭代:每次只关注一个小的功能增量。
  • 测试先行:在编写实现代码之前先编写失败的测试。
  • 重构:在使测试通过后,不断重构代码以提高其质量和可维护性。

DDD与TDD的对比

目标
  • DDD:旨在创建强大的领域模型,确保软件结构与业务一致。
  • TDD:确保每步开发的功能都经过测试,并且最终的软件设计是干净且可维护的。
方法和过程
  • DDD:涉及从业务专家和用户那里收集深入的领域知识,并将这些知识映射到软件设计中。设计的每个方面都围绕着模型的准确性和完整性。
  • TDD:编写测试代表了对功能的理解,然后实现功能以满足测试的需求。这是一个更为技术导向的过程,侧重于编码实践。
范围
  • DDD:关注于大型应用程序架构的整体设计,特别是在业务复杂的系统中。
  • TDD:可以应用于任何规模的项目,关注的是单个功能的实现和局部设计。
结果
  • DDD:产出的是一个反映业务领域的丰富和细致的模型,可以指导整个应用程序的开发。
  • TDD:产出的是一套详尽的测试套件,这些测试将作为代码质量的守护者,并随着产品的迭代而不断增长。

可以联合使用

DDD和TDD不是互斥的,它们可以一起使用以提高软件开发过程的效果:

  1. DDD可以指导TDD:领域模型可以定义TDD过程中需要关注的关键行为和边界条件。
  2. TDD可以支持DDD:通过为领域模型中的实体和服务编写测试,可以确保它们正常工作并符合业务规则。

结论

DDD和TDD都是现代软件开发中重要的方法论,它们各自关注软件开发的不同方面,但同时又可以相辅相成。DDD专注于业务和模型,而TDD则关注于技术和设计的质量。将二者结合起来,可以在创建真实反映业务需求的强大领域模型的同时,确保通过测试的方式来不断验证和改进软件。

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_43012298/article/details/135581099
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