在软件工程方面,软件架构是过去几年中最重要的主题之一。 罗伯特·C·马丁 (又名鲍勃大叔)在 他的书中 深刻地提出了他对清洁架构的看法,我强烈推荐!
但是当涉及到具体实施时,事情变得困难并且出现了许多问题。我该从哪里开始?我如何构建我的项目?如何将Bob叔叔的原则应用于我想要使用的技术?
这里我将尝试从Java Web开发人员的角度回答这些问题,他们希望使用Java 9中的Java 11和Jigsaw模块。这将为您提供更加具体的视图,了解Uncle Bob的干净架构。
在深入实现之前,让我们来看看架构:
这里的关键概念是:
实施项目
我们将使用Gradle多项目和 Java Jigsaw 模块来强制执行不同层之间的依赖关系。
我们要构建的应用程序非常简单,对于这样的项目来说,架构可能看起来有点过分,但这是了解这一切是如何工作的最佳方式。
该应用程序的功能将是:
为此,我们将从内层(实体/用例)开始,然后是接口适配器层,我们将完成外层。我们还将通过更改实现细节和在框架之间切换来演示架构的灵活性。
以下是该项目的视图:
内层
我们的实体和用例分为两个子项目:“领域domain”和“用例usecase”:
这两个子项目代表了我们应用的核心。
架构必须非常明确。通过快速查看上面的示例,我们立即知道存在什么样的操作以及在哪里。如果您要创建单个UserService而不是很难分辨该服务中存在哪种操作,那么您需要深入了解实现以了解服务的作用。在我们干净的架构中,我们只需要快速查看usecase包,就可以了解支持哪种操作。
domain实体包中包含的所有实体。在我们的例子中,我们将只有一 User:
<b>package</b> com.slalom.example.domain.entity; <b>public</b> <b>class</b> User { <b>private</b> String id; <b>private</b> String email; <b>private</b> String password; <b>private</b> String lastName; <b>private</b> String firstName; <font><i>// Builder pattern & Getters</i></font><font> </font><font><i>// ...</i></font><font> } </font>
用例usecase子模块包含我们的业务逻辑。我们将从一个简单的用例开始FindUser:
<b>package</b> com.slalom.example.usecase; <b>import</b> com.slalom.example.domain.entity.User; <b>import</b> com.slalom.example.domain.port.UserRepository; <b>import</b> java.util.List; <b>import</b> java.util.Optional; <b>public</b> <b>final</b> <b>class</b> FindUser { <b>private</b> <b>final</b> UserRepository repository; <font><i>// All args constructor</i></font><font> <b>public</b> Optional<User> findById(<b>final</b> String id) { <b>return</b> repository.findById(id); } <b>public</b> List<User> findAllUsers() { <b>return</b> repository.findAllUsers(); } </font>
我们有两个操作,这两个操作需要从存储库中检索用户。这在面向服务的体系结构SOA中看起来很标准。UserRepository是一个未在我们当前子项目中实现的接口。这被认为是我们架构中的细节,细节在外层实现。当实例化用例时(例如通过依赖注入),将提供它的实现。这提供了一些优点:
请注意,该接口也称为端口, 因为它构成了业务逻辑和外部世界之间的桥梁。
现在让我们构建CreateUser用例的第一次迭代:
<b>package</b> com.slalom.example.usecase; <b>import</b> com.slalom.example.domain.entity.User; <b>import</b> com.slalom.example.domain.port.IdGenerator; <b>import</b> com.slalom.example.domain.port.PasswordEncoder; <b>import</b> com.slalom.example.domain.port.UserRepository; <b>public</b> <b>final</b> <b>class</b> CreateUser { <b>private</b> <b>final</b> UserRepository repository; <b>private</b> <b>final</b> PasswordEncoder passwordEncoder; <b>private</b> <b>final</b> IdGenerator idGenerator; <font><i>// All args constructor</i></font><font> <b>public</b> User create(<b>final</b> User user) { <b>var</b> userToSave = User.builder() .id(idGenerator.generate()) .email(user.getEmail()) .password(passwordEncoder.encode(user.getEmail() + user.getPassword())) .lastName(user.getLastName()) .firstName(user.getFirstName()) .build(); <b>return</b> repository.create(userToSave); } } </font>
与FindUser用例一样,我们需要一个存储库,一种生成ID的方法,以及一种对密码进行编码的方法。这些也是细节,而不是业务规则,稍后将在外层实现。
我们还想验证提供的用户是否有效(包含正确的数据),并且它已经不存在。这导致了我们对用例的最后一次迭代:
<b>public</b> <b>final</b> <b>class</b> CreateUser { <b>private</b> <b>final</b> UserRepository repository; <b>private</b> <b>final</b> PasswordEncoder passwordEncoder; <b>private</b> <b>final</b> IdGenerator idGenerator; <font><i>// All args constructor</i></font><font> <b>public</b> User create(<b>final</b> User user) { UserValidator.validateCreateUser(user); <b>if</b> (repository.findByEmail(user.getEmail()).isPresent()) { <b>throw</b> <b>new</b> UserAlreadyExistsException(user.getEmail()); } <b>var</b> userToSave = User.builder() .id(idGenerator.generate()) .email(user.getEmail()) .password(passwordEncoder.encode(user.getEmail() + user.getPassword())) .lastName(user.getLastName()) .firstName(user.getFirstName()) .build(); <b>return</b> repository.create(userToSave); } } </font>
如果用户无效或已存在,则抛出自定义运行时异常。这些自定义异常应由其他层处理。
我们的最后一个用例LoginUser非常简单,可以在 GitHub 中 找到 。
最后,为了强制执行边界,两个子项目都使用 Jigsaw 模块。Jigsaw模块允许我们仅向外界公开需要暴露的内容,因此不会泄露任何实现细节。例如,没有理由公开UserValidator该类:
<font><i>// Domain module-info</i></font><font> module slalom.example.domain { exports com.slalom.example.domain.entity; exports com.slalom.example.domain.port; exports com.slalom.example.domain.exception; } </font><font><i>// Use case module-info</i></font><font> module slalom.example.usecase { exports com.slalom.example.usecase; requires slalom.example.domain; requires org.apache.commons.lang3; } </font>
总结内层的作用:
外层
1. 适配器
现在我们有了实体和用例,我们可以实现细节。为了能够证明该体系结构非常灵活,我们将创建多个实现并在不同的上下文中使用它们。
让我们从存储库开始。UserRepository实现简单HashMap:
<b>package</b> com.slalom.example.db; <b>import</b> com.slalom.example.domain.entity.User; <b>import</b> com.slalom.example.domain.port.UserRepository; <b>import</b> java.util.ArrayList; <b>import</b> java.util.HashMap; <b>import</b> java.util.List; <b>import</b> java.util.Map; <b>import</b> java.util.Optional; <b>public</b> <b>class</b> InMemoryUserRepository implements UserRepository { <b>private</b> <b>final</b> Map<String, User> inMemoryDb = <b>new</b> HashMap<>(); @Override <b>public</b> User create(<b>final</b> User user) { inMemoryDb.put(user.getId(), user); <b>return</b> user; } @Override <b>public</b> Optional<User> findById(<b>final</b> String id) { <b>return</b> Optional.ofNullable(inMemoryDb.get(id)); } @Override <b>public</b> Optional<User> findByEmail(<b>final</b> String email) { <b>return</b> inMemoryDb.values().stream() .filter(user -> user.getEmail().equals(email)) .findAny(); } @Override <b>public</b> List<User> findAllUsers() { <b>return</b> <b>new</b> ArrayList<>(inMemoryDb.values()); } }
可以在 GitHub上 找到Hazelcast的另一个实现。
其他适配器:其他适配器仅通过实现域中声明的接口以相同的方式实现。你可以在 GitGub 上找到它们:
将所有东西放在一起
现在我们已经有了实现细节,我们需要将它们组合在一起。为此,我们需要创建一个包含应用程序配置的config文件夹和一个包含运行应用程序代码的应用程序文件夹。
这是其中一个配置:
<b>public</b> <b>class</b> ManualConfig { <b>private</b> <b>final</b> UserRepository userRepository = <b>new</b> InMemoryUserRepository(); <b>private</b> <b>final</b> IdGenerator idGenerator = <b>new</b> JugIdGenerator(); <b>private</b> <b>final</b> PasswordEncoder passwordEncoder = <b>new</b> Sha256PasswordEncoder(); <b>public</b> CreateUser createUser() { <b>return</b> <b>new</b> CreateUser(userRepository, passwordEncoder, idGenerator); } <b>public</b> FindUser findUser() { <b>return</b> <b>new</b> FindUser(userRepository); } <b>public</b> LoginUser loginUser() { <b>return</b> <b>new</b> LoginUser(userRepository, passwordEncoder); } }
此配置使用相关适配器初始化用例。如果您想要更改实现,您可以轻松地从一个适配器实现切换到另一个,而无需修改用例代码。
以下是运行应用程序的主类:
<b>public</b> <b>class</b> Main { <b>public</b> <b>static</b> <b>void</b> main(String[] args) { <font><i>// Setup</i></font><font> <b>var</b> config = <b>new</b> ManualConfig(); <b>var</b> createUser = config.createUser(); <b>var</b> findUser = config.findUser(); <b>var</b> loginUser = config.loginUser(); <b>var</b> user = User.builder() .email(</font><font>"john.doe@gmail.com"</font><font>) .password(</font><font>"mypassword"</font><font>) .lastName(</font><font>"doe"</font><font>) .firstName(</font><font>"john"</font><font>) .build(); </font><font><i>// Create a user</i></font><font> <b>var</b> actualCreateUser = createUser.create(user); System.out.println(</font><font>"User created with id "</font><font> + actualCreateUser.getId()); </font><font><i>// Find a user by id</i></font><font> <b>var</b> actualFindUser = findUser.findById(actualCreateUser.getId()); System.out.println(</font><font>"Found user with id "</font><font> + actualFindUser.get().getId()); </font><font><i>// List all users</i></font><font> <b>var</b> users = findUser.findAllUsers(); System.out.println(</font><font>"List all users: "</font><font> + users); </font><font><i>// Login</i></font><font> loginUser.login(</font><font>"john.doe@gmail.com"</font><font>, </font><font>"mypassword"</font><font>); System.out.println(</font><font>"Allowed to login with email 'john.doe@gmail.com' and password 'mypassword'"</font><font>); } } </font>
Web框架
如果您想使用Spring Boot或Vert.x等Web框架,该怎么办?这很简单 - 我们只需要:
这是Spring控制器的样子:
<b>package</b> com.slalom.example.spring.controller; @RestController <b>public</b> <b>class</b> UserController { <b>private</b> <b>final</b> CreateUser createUser; <b>private</b> <b>final</b> FindUser findUser; <b>private</b> <b>final</b> LoginUser loginUser; <font><i>// All args constructor with @Autowired</i></font><font> @RequestMapping(value = </font><font>"/users"</font><font>, method = RequestMethod.POST) <b>public</b> UserWeb createUser(@RequestBody <b>final</b> UserWeb userWeb) { <b>var</b> user = userWeb.toUser(); <b>return</b> UserWeb.toUserWeb(createUser.create(user)); } @RequestMapping(value = </font><font>"/login"</font><font>, method = RequestMethod.GET) <b>public</b> UserWeb login(@RequestParam(</font><font>"email"</font><font>) <b>final</b> String email, @RequestParam(</font><font>"password"</font><font>) <b>final</b> String password) { <b>return</b> UserWeb.toUserWeb(loginUser.login(email, password)); } @RequestMapping(value = </font><font>"/users/{userId}"</font><font>, method = RequestMethod.GET) <b>public</b> UserWeb getUser(@PathVariable(</font><font>"userId"</font><font>) <b>final</b> String userId) { <b>return</b> UserWeb.toUserWeb(findUser.findById(userId).orElseThrow(() -> <b>new</b> RuntimeException(</font><font>"user not found"</font><font>))); } @RequestMapping(value = </font><font>"/users"</font><font>, method = RequestMethod.GET) <b>public</b> List<UserWeb> allUsers() { <b>return</b> findUser.findAllUsers() .stream() .map(UserWeb::toUserWeb) .collect(Collectors.toList()); } } </font>
您可以使用Spring Boot和Vert.x 在 GitHub中 找到此应用程序的完整示例。
结论
我们在本文中试图展示Uncle Bob的干净架构是多么强大。希望你有点清楚。
优点:
缺点:
GitHub上 的项目提供了有关如何处理Web框架的更多详细信息。如果您有兴趣,我会鼓励您查看代码并使用它。
Github上: