问题

模型驱动体系架构(MDA)和领域驱动设计(DDD)有什么关系和区别?

回答
模型驱动体系架构 (MDA) 和领域驱动设计 (DDD) 是软件工程领域中两个非常重要的概念,它们都强调模型的重要性,但在目标、范围、关注点和实现方式上存在显著的差异。理解它们的关系和区别,对于构建高质量、可维护、可演化的软件系统至关重要。

下面将详细阐述它们的关系和区别:



模型驱动体系架构 (MDA)

MDA 是由对象管理组织 (OMG) 提出的一种软件开发方法论。其核心思想是:将软件的生命周期与模型紧密联系起来,并通过模型之间的转换来生成和维护软件系统。 MDA 试图将不同平台、不同技术栈的差异性通过模型进行抽象和分离,从而实现“一次建模,多处生成”的目标,提高软件的可移植性和互操作性。

MDA 的核心概念:

1. CIM (Computation Independent Model) 计算无关模型:
目的: 描述业务领域和业务流程,与具体的技术实现无关。它代表了业务人员和领域专家能够理解的语言和概念。
关注点: 业务需求、业务规则、业务流程、用户角色等。
形式: 可以是文档、图表(如 BPMN)、自然语言描述等。
例子: 一个银行的贷款申请流程,客户信息、贷款金额、审批条件等。

2. PIM (Platform Independent Model) 平台无关模型:
目的: 描述软件系统的结构和行为,但不依赖于任何特定的平台或技术。它是在 CIM 的基础上,通过结构化和抽象化的方式来表达系统的逻辑。
关注点: 系统的功能、数据结构、业务逻辑、对象模型、接口等。
形式: 通常使用标准化的建模语言,如 UML (Unified Modeling Language)。
例子: 一个表示“客户”和“账户”之间关系的 UML 类图,以及定义“转账”操作的序列图。

3. PSM (Platform Specific Model) 平台相关模型:
目的: 描述软件系统在特定平台(如 Java EE, .NET, SOA 等)上的具体实现。它是由 PIM 经过一系列转换生成的。
关注点: 数据库 schema、API 定义、组件实现细节、特定技术栈的配置等。
形式: 可以是代码生成器生成的代码、数据库脚本、WSDL 文件等。
例子: 一个基于 Java EE 的银行系统,其 PSM 可能包含 Entity Bean 的定义、JPA 注解、数据库表结构等。

MDA 的工作流程:

CIM > PIM > PSM > 代码

CIM to PIM 转换: 将业务需求转化为平台无关的系统模型。
PIM to PSM 转换: 将平台无关模型转化为特定平台相关的模型。这个过程通常涉及模型到代码的生成(ModeltoCode, M2C),以及模型到模型的转换(ModeltoModel, M2M)。

MDA 的优点:

可移植性: 通过 PIM 的存在,可以在不同平台之间轻松地移植软件系统,只需要重新生成针对新平台的 PSM 即可。
互操作性: 标准化的建模语言和模型转换机制有助于实现不同系统之间的互操作。
生产力提升: 模型到代码的自动生成可以显著提高开发效率。
维护性: 通过修改 PIM 来实现对系统的全局性变更,然后重新生成 PSM,可以简化维护过程。
长期投资保护: 模型作为核心资产,不受特定技术栈的限制,可以更好地应对技术演进。

MDA 的挑战:

工具链的成熟度: 需要强大的模型编辑器、转换引擎和代码生成器。
建模的复杂性: 构建和维护高质量的 CIM 和 PIM 需要专业的建模知识和技能。
领域知识的映射: 将复杂的领域知识准确地映射到模型中并非易事。
过度抽象的风险: 有时 PIM 的抽象程度可能过高,导致在生成 PSM 时出现技术难题。



领域驱动设计 (DDD)

DDD 是一种软件开发方法论,它强调将软件开发的复杂性核心集中在业务领域上。DDD 的目标是构建出能够清晰地反映业务领域本质的软件系统,并能够随着业务的发展而不断演进。DDD 的核心在于深入理解业务领域,并将其概念、规则和流程有效地映射到软件设计中。

DDD 的核心概念:

1. 领域 (Domain): 软件要解决的业务问题领域。
2. 通用语言 (Ubiquitous Language): 在领域专家和开发团队之间建立一套共同的、精确的、无歧义的词汇和表达方式,用于沟通和设计。
3. 限界上下文 (Bounded Context): 将一个大的领域划分为多个更小的、自治的子领域,每个子领域有自己独立的模型和通用语言。这有助于解决领域内的概念冲突和一致性问题。
4. 聚合 (Aggregate): 将一组领域对象(实体和值对象)组合在一起,形成一个数据修改的边界。聚合根 (Aggregate Root) 是聚合的入口,负责管理聚合内的对象以及对外暴露接口。
5. 实体 (Entity): 拥有唯一标识符,并且其生命周期和状态变化比标识符更重要。
6. 值对象 (Value Object): 没有唯一标识符,通过其属性来定义其价值,并且是不可变的。
7. 领域服务 (Domain Service): 当某个操作不属于任何一个聚合的职责时,可以将其放在领域服务中。
8. 仓储 (Repository): 负责聚合的持久化和检索,提供领域对象(聚合)的生命周期管理。
9. 领域事件 (Domain Event): 表示领域中发生的某个重要业务事件,可以用于触发其他业务逻辑或通知其他限界上下文。
10. 战略设计 (Strategic Design): 关注整体的领域划分和限界上下文之间的关系,例如上下文映射 (Context Map)。
11. 战术设计 (Tactical Design): 关注限界上下文内部的具体模型元素(实体、值对象、聚合、领域服务等)的设计。

DDD 的工作流程:

DDD 的工作流程更侧重于迭代和探索,没有像 MDA 那样明确的“模型到模型”转换过程。其核心流程可以概括为:

1. 理解业务领域和识别限界上下文: 与领域专家合作,深入理解业务,识别不同的子领域和限界上下文。
2. 建立通用语言: 在每个限界上下文内建立通用的语言,确保团队成员之间的沟通准确无误。
3. 设计限界上下文内的模型: 使用实体、值对象、聚合、领域服务等概念来构建清晰、表达力强的领域模型。
4. 定义限界上下文之间的交互: 使用上下文映射等策略来协调不同限界上下文之间的关系。
5. 迭代和重构: 随着业务的演进和理解的加深,不断地对模型进行迭代和重构。

DDD 的优点:

业务与代码高度一致: 软件模型直接反映业务逻辑,易于理解和维护。
应对复杂业务: 通过限界上下文和聚合,有效地管理复杂业务的内部结构。
提高沟通效率: 通用语言消除了开发团队与领域专家之间的沟通障碍。
可演化性: 模型能够随着业务的发展而灵活演进。
高内聚和低耦合: 限界上下文和聚合的设计有助于实现模块化的代码结构。

DDD 的挑战:

学习曲线陡峭: DDD 的概念和原则需要深入的学习和实践才能掌握。
需要领域专家的深度参与: 依赖于领域专家的高度配合和投入。
建模的艺术性: 构建高质量的 DDD 模型更像是一种艺术,需要经验和判断。
与现有技术栈的集成: 如何将 DDD 模型有效地映射到具体的技术实现需要仔细考虑。
过度工程的风险: 对于简单的业务领域,过度应用 DDD 可能造成不必要的复杂性。



MDA 与 DDD 的关系和区别

尽管 MDA 和 DDD 都强调模型的重要性,但它们在目标、范围和关注点上存在显著差异。

关系:

1. 都强调模型的核心作用: 两者都认为模型是软件开发的关键,能够帮助我们理解、设计和沟通复杂的系统。
2. 都可以用于描述业务: 都可以用来捕捉和表达业务需求和逻辑。
3. 可以互相补充: DDD 的模型可以作为 MDA 中 PIM 的一种更具体、更符合业务逻辑的表达方式。MDA 的模型转换能力也可以帮助将 DDD 模型落地到不同的平台。

区别:

| 特征 | 模型驱动体系架构 (MDA) | 领域驱动设计 (DDD) |
| : | : | : |
| 核心目标 | 提高软件的可移植性、互操作性和生产力,通过模型转换实现“一次建模,多处生成”。 | 深入理解业务领域,构建能够反映业务本质、易于维护和演进的软件系统。 |
| 关注范围 | 体系结构层面,关注软件的整体架构、平台独立性以及模型之间的转换。 | 领域建模层面,关注业务领域的概念、规则、流程以及如何将其精确地映射到软件设计中。 |
| 模型类型 | 明确区分:CIM (计算无关)、PIM (平台无关)、PSM (平台相关)。重点是 PIM 的建模和 PIM > PSM 的转换。 | 强调领域模型:如实体、值对象、聚合、限界上下文等。虽然 DDD 也可以有更高级别的领域模型,但其核心关注点在限界上下文内的战术设计。 |
| 建模语言 | 倾向于使用标准化的建模语言,如 UML,以及特定于模型转换的语言 (MOF, QVT)。 | 更强调通用语言,并在此基础上使用 UML、代码等来表达领域模型。更注重模型与代码的紧密结合。 |
| 驱动力 | 技术驱动,旨在抽象平台差异,实现技术独立性。 | 业务驱动,旨在解决业务复杂性,使软件更好地服务于业务。 |
| 模型转换 | 核心机制:通过自动化工具将 PIM 转换为 PSM,再生成代码。 | 非核心:DDD 主要关注模型本身的质量和表达能力,模型转换不是其核心目标,但 DDD 的模型可以被用于生成代码。 |
| 抽象级别 | PIM 是平台无关的抽象。CIM 更高层次,是业务无关的抽象。 | DDD 的限界上下文内的模型是业务相关的抽象。领域模型旨在精确地捕捉业务含义。 |
| 实现方式 | 依赖于成熟的工具链(模型编辑器、转换引擎、代码生成器)。 | 更侧重于方法论和实践,强调团队协作和领域专家的参与。 |
| 典型应用场景 | 跨平台开发、遗留系统改造、生成多种平台下的代码。 | 复杂业务领域、需要深度领域理解的项目、追求业务与代码一致性的项目。 |
| 核心挑战 | 工具链的成熟度、建模的复杂性、模型转换的精确性。 | 学习曲线、领域专家的参与度、领域知识的准确映射。 |



总结性的比较:

MDA 像是为软件开发提供了一个“通用的蓝图和生产线”,旨在通过抽象和转换来应对技术变化和提高效率。它更关心的是“如何构建”和“如何部署”。
DDD 像是为软件开发提供了“精确的建筑设计图纸和建造指南”,旨在通过深入理解和精确表达业务来构建高质量的软件。它更关心的是“构建什么”和“为什么构建”。

举个例子:

假设我们要开发一个在线图书销售系统。

MDA 的视角:
我们会先创建一个 CIM,描述用户、图书、订单等业务概念。
然后基于这个 CIM,创建一个 PIM,使用 UML 来定义用户类、图书类、订单类以及它们之间的关系和操作(如“添加图书到购物车”)。这个 PIM 不会指定用什么数据库,也不考虑用 Java 还是 C。
接着,MDA 会提供工具,将这个 PIM 转换成针对特定平台(比如 Java EE + MySQL)的 PSM,生成对应的 Java 代码(实体类、DAO 等)和数据库脚本。如果将来想迁移到 .NET + PostgreSQL,只需要重新执行转换过程即可。

DDD 的视角:
在图书销售系统领域,我们会识别出不同的限界上下文,比如“图书目录”、“订单管理”、“库存管理”、“用户账户”等。
在“订单管理”限界上下文内,我们会与领域专家(可能是销售经理)讨论,建立通用语言。他们可能会说“一个订单包含多个订单项,每个订单项对应一本书和一个数量”,并且“订单一旦被创建,就不能修改其中的图书和数量”。
基于这个讨论,我们会设计出“订单”和“订单项”这两个聚合,其中“订单”是聚合根。订单项可能是一个值对象,因为它的核心是图书和数量,而不是它本身独立的身份。我们会设计 `OrderService` 来处理订单的创建、取消等业务逻辑。我们还会定义一个 `OrderRepository` 来管理订单的持久化。
DDD 会指导我们如何编写代码来精确地反映这些业务概念和规则,确保代码的易读性和可维护性。

它们如何协同工作?

理论上,一个高质量的 DDD 模型可以作为 MDA 中 PIM 的一个非常好的起点。DDD 帮助我们构建了一个健壮、业务驱动的平台无关模型,然后 MDA 的转换机制可以将这个模型导出或转换为不同平台的具体实现。

例如,DDD 创建的“订单”聚合和相关逻辑,可以被封装成一个 PIM 中的模型元素,然后 MDA 的工具可以将这个 PIM 元素转化为 Java 的类,或者 C 的类,并生成对应的数据库访问代码。

总结:

MDA 和 DDD 是在软件工程领域中解决不同但相互关联的问题。MDA 更侧重于架构层面的抽象和平台无关性,而 DDD 更侧重于领域层面的深入理解和精确表达。理想的软件开发可能需要结合两者的优点,用 DDD 来构建清晰、可维护的领域模型,再利用 MDA 的思想和工具来实现模型的快速落地和技术演进。然而,需要注意的是,将两者完美结合需要对两者都有深入的理解和丰富的实践经验。在实际项目中,根据项目的具体情况,可能更偏重其中一个方向。

网友意见

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作为一个参与UML设计十多年经验的老程序员,想就这个问题谈几个点。

1,mda无法落地的原因是因为大部分的推动者并不是程序员,而是企业的中高层技术人员,这些人大部分已经脱离代码很多年,于是产生了这种实际上很好的构想,却没有意愿去实现每一个细节,于是使得很多细节无法变成现实,而这些人反正也不发愁生存问题,于是就一个接一个的走了下去。

当一个概念无法落实之后,就想起了一个新的概念,于是,一连串的概念炒作,给他们带来了更多的收益,而原本很务实的mda反而被程序员认为是一种只能用来吹牛的东西。

2,在我曾经的实践中,我在国内多个项目内实现了mda的方式,但是,使用起来总是遇到各种问题。

大约经过了五年多的时间以后,我确认,这些问题都是源自基础的不完善,比如,一个非常重要的基础就是代码库。

在mda中,模型无法关联有效代码,只能从架构层进行推演,于是无法给用户看到一个可用的结果,于是用户也慢慢觉得自己是被忽悠了。而实际上,架构加上真正完善的代码库组成,才能让mda真正落地。也就是说,我在mda实现设计以后,关联所有已经成型的代码库中的代码,然后将代码库中仍然没有的代码和一些算法级别实现的代码交给高级程序员和数学算法模型构建人员进行实现,代码库中有的代码在关联的时候是需要有一些调整的,主要是涉及到输入输出参数,异常和返回参数的处理问题,也就是对于代码库中的代码使用实现了一种类似黑盒的接口调用形式。

看到这里,很多人会有一种想法,那就是,印度的外包程序员还能活下去么?我的答案在十年前就明确了,代码库构建的完成,干掉的就是印度的这种低层次外包程序员,因为他们做的就是搬砖的工作,而不是搭建和设计的工作,这类工作迟早会被mda的工具所取代。

3,有人会问,为什么你不去做。

作为一个个人,实在是无能为力,我一直就是个程序员,没有想过自己要成为一个多牛的企业老板,而一个人的力量永远是不足的。

对于个人而言,首先要做的是生存,而不是创建这类工具给别人用。

不过,我现在所在的公司给了我推动我这些想法的机会,如果有兴趣,欢迎加盟。

我已经在推动企业级代码库的整体构建,同时包括全面的mda形态构建,只不过,我现在不提这个名词了。因为提了,下面的弟兄还是会认为我是在吹牛。

我们最快会在明年年中对全世界发布第一套免费的开源代码库,欢迎大家关注。

2017年04月11日补充:

我上次预计发布的东西,失败了,失败的原因还是因为企业的老板不懂,所以,很抱歉的在这里给大家做一个同步。

当然,我还会继续找机会,只是不知道什么时候才能实现。

道路是曲折漫长的,技术的道路尤其如此,毕竟是一个新的,还有很多属于探索性的东西,这是方法论范畴的内容,不是过程论范畴的内容,所以,希望不懂的同学不要说敏捷scrum之类的东西来和mda对比,这两者不属于同一子领域。

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