domain model的延伸讨论

domain model，又称为领域模型，是Java企业应用讨论的一个热门话题，JavaEye也曾经多次围绕这个话题讨论，我们来看个简单的例子：

引用

一个简单的公司工时管理系统，记录员工的个人信息，每个员工的工作任务分配，以及工作所属类别(例如开发，还是测试，还是培训等等)，其中每个员工有n个任务，员工和任务是一对多关系，每个员工也分别隶属于多个不同的工作类别，员工和类型是多对多关联关系，而每个任务也分别隶属于唯一的工作类别，任务和类别是多对一关系。另外系统不要求对部门信息进行维护，不需要department表。因此，在这个系统中使用四张数据库表：

users表保存员工信息，有name, password, gender, department, salary
tasks表保存工作任务信息，有name，start_time, end_time
kinds表保存工作所属类别，有name
kinds_users表是一张关联表，保存users表和kinds表的多对多关联外键的

系统的功能需求如下：
1、某部门录用一名新员工
2、某部门员工总薪水总和
3、某员工已经开始但尚未结束的任务
4、给某员工分配一项任务
5、所有用户当前已经开始但尚未结束的任务
6、对某一类别,给所有和此一类别相关的员工,批量新增一批任务
7、针对任务的统计功能，给定某类别,统计当月总的任务数,已完成任务数,未完成任务数

我们先看看用ruby如何实现系统的领域模型：

class User < ActiveRecord::Base
  has_and_belongs_to_many :kinds
  
  has_many :tasks, :dependent => :destroy do
    def processing_tasks
      find :all, :conditions => ["start_time <= ? AND end_time is null", Time.now]
    end
  end
  
  def apply_task(task_name)
    self.tasks << Task.new(:name => task_name, :start_time => Date.today)   
  end   
    
  def self.all_processing_tasks
    Task.find :all, :conditions => ["start_time <= ? AND end_time is null AND user_id is not null",Time.now]
  end
end

class Task < ActiveRecord::Base
  belongs_to : owner, :class_name => 'User', :foreign_key => 'user_id'
  belongs_to :kind
  
  def self.current_month_tasks(kind)
    kind.tasks.current_month_tasks 
  end
end

class Kind < ActiveRecord::Base
  has_and_belongs_to_many :users
  
  has_many :tasks do
    def current_month_tasks
      month_begin = Date.today - Date.today.mday + 1
      month_end = Date.today - Date.today.mday + 30
      processing_tasks = find :all, :conditions => ["start_time <= ? AND end_time is null ", month_begin]
      processed_tasks = find :all, :conditions => ["end_time >= ? AND end_time <= ? ", month_begin, month_end]
      all_tasks = processing_tasks.clone
      all_tasks << processed_tasks unless processed_tasks.size == 0
      return all_tasks, processed_tasks, processing_tasks
    end
  end
  
  def add_batch_task_to_users(task_name)
    self.users.each do |user|
      task = Task.new(:name => task_name, :start_time => Date.today) 
      user.tasks << task
      self.tasks << task
    end  
  end
end

class Department
  def self.employee(username, department)   
    User.create(:name => username, :department => department)   
  end  
  
  def self.total_salary(department)
    User.sum :salary, :conditions => ["department = ?", department]
  end
end

1、某部门录用一名新员工

Department.employee("robbin","开发部")

2、某部门员工总薪水总和

Department.total_salary("开发部")

3、某员工已经开始但尚未结束的任务

user.tasks.processing_tasks

4、给某员工分配一项任务

user.apply_task("学习Java")

5、所有用户当前已经开始但尚未结束的任务

User.all_processing_tasks

6、对某一类别,给所有和此一类别相关的员工,批量新增一批任务

kind.add_batch_task_to_users("学习单元测试")

7、针对任务的统计功能，给定某类别,统计当月总的任务数,已完成任务数,未完成任务数

Task.current_month_tasks(kind)

这里值得注意的是，RoR可以很方便的采用充血的领域模型，所有的业务逻辑都可以放在相关的domain model里面。这里的user，task和kind都是对应于数据库表的领域模型，而department是不对应数据库的纯业务逻辑的domain model。总共4个ruby文件，4个domain model，55行代码，所有要写的代码都在这里了，代码量确实非常少，每个domain model的颗粒度都比较大。

然后我们再看看如何用Java：

public class User {
    private Long id;
    private String name;
    private String password;
    private String gender;
    private String department;
    private int salary = 0;
    private List<Task> tasks = new ArrayList<Task>();
    # omit getter/setter methods ......
}

# omit User's ORM Mapping file

public class Task {
    private Long id;
    private String name;
    private int duration = 0;
    private User owner;
    # omit getter/setter methods ......
}

# omit Task's ORM Mapping file

public class Kind { 
    ......
}

# omit Kind's ORM Mapping file

public interface UserDao {
    public void addUser(User user);
    public loadUserById(Long id);
    # omit CRUD and other persistent methods ......
    public List<User> findByDeparment(String department);
}

public interface TaskDao {
    # omit CRUD and other persistent methods ......
}

public class UserDaoImpl {
    # omit implementations ......
}

public class TaskDaoImpl {
    # omit implementations ......
}


public class UserService {
    private UserDao userDao;
    public setUserDao(UserDao userDao) { this.userDao = userDao; }
    public int workload(User user) {
        int totalDuration = 0;
        for (Task task : user.getTasks()) {
            totalDuration += task.duration;
        }
        return totalDuration;
    }
    public employee(String username, String department) {
        User user = new User();
        user.setName(username);
        user.setDepartment(department);
        userDao.addUser(user);
    }
}

public class TaskService {
    private TaskDao taskDao;
    public void setTaskDao(TaskDao taskDao) { this.taskDao = taskDao }
    public applyTask(String taskName, User user) {
        Task task = new Task();
        task.setName(taskName);
        task.setUser(user);
        taskDao.addTask(task);
    }
}

public class DepartmentService {
    private UserDao userDao;
    public void setUserDao(UserDao userDao) { this.userDao = userDao; }
    private UserService userService;
    public void setUserService(UserService userService) { this.userService = userService; }
    public int totalSalary(String department) {
        ......
    }
    ......  
} 

# omit IoC Container weaving configuration's file

Java版本的实现代码大家都比较熟悉，因此绝大部分代码都省略了。Java版本需要3个持久对象，3个映射XML文件，3个DAO接口和实现类，4个Service和实现类，和一个IoC的bean组装文件，总共21个文件，全部逻辑写完整，代码行数至少上千行。

通过对比，我们可以看到Java比较流行的实现是贫血的模型，按照面向对象的基本原则，对象的状态应该和它的行为封装在一起，因此Java多出来的这些XXXService是一些从纯理论角度而言应该放入其相应的持久对象中去。但是Java实现充血模型从技术上有一定的难度，如何Service方法挪入到持久对象中呢？如何解决Dao的注入问题？如何解决domain logic方法的事务封装问题？前者可以通过AspectJ的静态织入来解决，后者也许可以通过织入或者annotation声明来解决。但不管怎么说，Java从技术上很难实现充血模型，而且即使实现充血模型，也会导致一个Java类好几百行代码的状况，其代码的可阅读性，模块解藕能力都会变得很差，因此我们认为Java不适合充血模型，在表达复杂的业务逻辑的能力上，Java要比ruby差很多：

结论：
对于Java来说，更加适合采用贫血的模型，Java比较适合于把一个复杂的业务逻辑分离到n个小对象中去，每个小对象描述单一的职责，n个对象互相协作来表达一个复杂的业务逻辑，这n个对象之间的依赖和协作需要通过外部的容器例如IoC来显式的管理。但对于每个具体的对象来说，他们毫无疑问是贫血的。

这种贫血的模型好处是：
1、每个贫血对象职责单一，所以模块解藕程度很高，有利于错误的隔离。
2、非常重要的是，这种模型非常适合于软件外包和大规模软件团队的协作。每个编程个体只需要负责单一职责的小对象模块编写，不会互相影响。

贫血模型的坏处是：
1、由于对象状态和行为分离，所以一个完整的业务逻辑的描述不能够在一个类当中完成，而是一组互相协作的类共同完成的。因此可复用的颗粒度比较小，代码量膨胀的很厉害，最重要的是业务逻辑的描述能力比较差，一个稍微复杂的业务逻辑，就需要太多类和太多代码去表达(针对我们假定的这个简单的工时管理系统的业务逻辑实现，ruby使用了50行代码，但Java至少要上千行代码)。
2、对象协作依赖于外部容器的组装，因此裸写代码是不可能的了，必须借助于外部的IoC容器。

对于Ruby来说，更加适合充血模型。因为ruby语言的表达能力非常强大，现在用ruby做企业应用的DSL是一个很热门的领域，DSL说白了就是用来描述某个行业业务逻辑的专用语言。

充血模型的好处是：
1、对象自洽程度很高，表达能力很强，因此非常适合于复杂的企业业务逻辑的实现，以及可复用程度比较高。
2、不必依赖外部容器的组装，所以RoR没有IoC的概念。

充血模型的坏处是：
1、对象高度自洽的结果是不利于大规模团队分工协作。一个编程个体至少要完成一个完整业务逻辑的功能。对于单个完整业务逻辑，无法再细分下去了。
2、随着业务逻辑的变动，领域模型可能会处于比较频繁的变动状态中，领域模型不够稳定也会带来web层代码频繁变动。

附件是完整的RoR版本的项目示例代码。要运行它，需要安装MySQL数据库(InnoDB表类型)，Ruby和Ruby on rails环境。在MySQL数据库中分别创建demo数据库和demo_test数据库，修改demo\config\database.yml中的MySQL数据库配置，改成你的数据库密码。然后在项目跟目录下面执行：
rake db:migrate
rake db:test:clone_structure
rake test
即创建开发环境数据库，创建测试环境数据库，和执行所有的单元测试。领域模型代码位于demo\app\models目录下面；单元测试代码位于demo\test\units目录下面