13 如何实现支持快速交付的技术中台设计？

前面提到了“大前端”的思想，也就是软件团队组织形式的趋势是“大前端 + 技术中台”，从而通过快速交付提高市场竞争力。所谓的“大前端 + 技术中台”，就是在开发团队中有一个架构支持团队，他们通过架构强大的技术中台，将软件开发中的许多技术架构封装在平台中。有了这样一个技术中台，其他各个开发团队都基于它进行业务开发。

这样，既可以降低业务开发的工作量，提高开发速度，又可以降低技术门槛。业务开发人员也不必过于关注技术，而是将更多的精力集中在对业务的理解，并将对业务深刻的理解融入领域建模的过程中，从而开发出用户更满意的软件，提高用户体验。

因此，如何打造一个强大而实用的技术中台，成了各个软件开发团队迫切的需求。现在我们就从实战的角度看一看，以上这些设计思想该如何落地技术中台建设。

命令与查询职责分离（CQRS），是软件大师 Martin Fowler 在他的著作《企业应用架构模式》中提出来的一种架构设计模式。该模式将系统按照职责划分为命令（即增删改操作）与查询两个部分。

所有命令部分的增删改操作，应当采用领域驱动设计的思想进行软件设计，从而更好地应对大规模复杂应用；
所有的查询功能则不适用于领域驱动设计，而应当采用事务脚本模式（Transaction Script），即直接通过 SQL 语句进行查询。

遵循该设计模式，是我们在许多软件项目中总结出来的最佳实践。因此，技术中台在建设时，对业务系统的支持也分为增删改与查询两个部分。

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增删改的架构设计

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增删改部分的技术中台架构设计

在增删改部分中，采用了前面提到的单 Controller、单 Dao 的架构设计。如上图所示，各功能都有各自的前端 UI。但与以往架构不同的是，每个功能的前端 UI 对后台请求时，不再调用各自的 Controller，而是统一调用一个 Controller。然而，每个功能的前端在调用这一个 Controller 时，传递的参数是不一样的。首先从前端传递的是 bean，这个 bean 是什么呢？后台各功能都有一个 Service，将该 Service 注入 Dao 以后，会在 Spring 框架中配置成一个bean。这时，前端只知道调用的是这个 bean，但不知道它是哪个 Service。

这样的设计，既保障了安全性（前端不知道具体是哪个类），又有效地实现了前后端分离，将前端代码与后端解耦。

紧接着，前端还要传递一个 method，即调用的是哪个方法，和哪个 JSON 对象。这样，Controller 就可以通过反射进行相应的操作。这里的设计思想是，在软件开发过程中，通过规范与契约的约定，我们认为前端开发人员已经知道了他需要调用后端哪个 bean、哪个method，以及什么格式的 JSON，就可以大大简化技术中台的设计。

单 Controller 的设计

前端所有功能的增删改操作，以及基于 ID 的 get/load 操作，都是访问的 OrmController。

前端在访问 OrmController 时，输入如下 HTTP 请求：

http://localhost:9003/orm/{bean}/{method}

例如：

GET 请求

http://localhost:9003/orm/product/deleteProduct?id=P00006

POST 请求

http://localhost:9003/orm/product/saveProduct-d"id=P00006&name=ThinkPad+T220&price=4600&unit=%E4%B8%AA&supplierId=20002&classify=%E5%8A%9E%E5%85%AC%E7%94%A8%E5%93%81"

这里的 {bean} 是配置在 Spring 中的 bean.id，{method} 是该 bean 中需要调用的方法（注意，此处不支持方法的重写，如果出现重写，它将去调用同名方法中的最后一个）。

如果要调用的方法有值对象，按照规范，必须将值对象放在方法的第一个参数上。
如果要调用的方法既有值对象，又有其他参数，则值对象中的属性与其他参数都放在该 JSON 对象中。如：要调用的方法为 saveProduct(product, saveMode)，POST 请求为：

http://localhost:9003/orm/product/saveProduct -d "id=500006&name=ThinkPad+T220&price=4600&unit=%E4%B8%AA&supplierId=20002&classify=%E5%8A%9E%E5%85%AC%E7%94%A8%E5%93%81&saveMode=1"

特别需要注意的是：目前 OrmController 不包含任何权限校验，因此配置在 Spring 中的 bean 的所有方法都可以被前端调用。所以在实际项目中需要在 OrmController 之前进行一个权限校验，来规范前端可以调用的方法。建议使用服务网关或 filter 进行校验。

OrmController 的流程设计如下：

根据前端参数 bean，从 Spring 中获得 Service；
根据前端参数 method，通过反射获得调用方法；
通过反射获得调用方法的第一个参数作为值对象；
通过反射创建值对象，根据反射获得值对象的所有属性，从前端 JSON 中获得对应属性的值，写入值对象；
根据前端 JSON 获得其他参数；
将值对象与其他参数，使用反射调用 Service 中的 method 方法。

单 Dao 的设计

当系统在 Service 中完成了一系列的业务操作，最终要存盘时，都统一调用一个单 Dao。但是，在调用单 Dao 之前，每个值对象都应当通过 vObj.xml 进行配置。在该配置中，将每个值对象对应的表，以及值对象中每个属性对应的字段，通过 vObj.xml 配置文件进行对应。那么通用的 BasicDao 就可以通过配置文件形成 SQL，并最终完成数据库持久化操作。

vObj.xml 配置文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>



<vobjs>



  <vo class="com.demo2.customer.entity.Customer" tableName="Customer">



    <property name="id" column="id" isPrimaryKey="true"></property>



    <property name="name" column="name"></property>



    <property name="sex" column="sex"></property>



    <property name="birthday" column="birthday"></property>



    <property name="identification" column="identification"></property>



    <property name="phone_number" column="phone_number"></property>



  </vo>



</vobjs>

值对象中可以有很多的属性变量，但只有最终作持久化的属性变量才需要配置。这样可以使值对象的设计具有更大的空间，可以去做更多的数据转换与业务操作。前面提到充血模型的设计，就是需要在值对象中加入更多的操作与转换，使值对象可以长得与数据库的表不一样。但只要配置最后要持久化的属性，就会将这些属性写入到数据库相应的表中，或者从数据库中读取数据。

有了以上的设计，每个 Service 在 Spring 中都是统一注入 BasicDao。

如果要使用 DDD 的功能支持，注入通用仓库 Repository；
如果要使用 Redis 缓存，注入 RepositoryWithCache。

Spring 配置如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>



<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" ...>



 <description>The application context for orm</description>



 <bean id="customer" class="com.demo2...CustomerServiceImpl">



  <property name="dao" ref="basicDao"></property>



 </bean>



</beans>

特别需要说明的是，虽然当下注解比较流行，并且有诸多优势，但最大的问题是让业务代码对技术框架形成依赖，违背了技术中台设计的初衷。因此，在这里，虽然 Controller、Dao 以及其他功能设计使用了注解，但基于本框架进行的业务开发，包括 Spring 的配置、MyBatis 的配置、vObj 的配置，建议都采用 XML 文件的形式，而不要采用注解。这样，业务开发中设计的 Service 都是纯洁的，没有任何技术依赖，才能在将来移植到各种技术框架中，并长盛不衰。

这样，单 Dao 的流程设计如下。

1.单 Dao 调用 VObjFactory.getVObj(class) 获得配置信息 vObj。

2.根据 vObj.getTable() 获得对应的表名。

3.for(Property prop : vObj.getPreperties() ) {

通过 prop.getColumn() 获得值对象对应的字段；
运用反射从值对象中获得所有属性及其对应的值；
通过以上参数形成 SQL 语句。

4.通过 SQL 语句执行数据库操作。

查询功能的架构设计

接着，是查询功能的技术中台设计，如图所示：

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查询功能的技术中台架构设计

与增删改部分一样的是，查询功能中，每个功能的前端 UI 也是统一调用一个 Controller。但与增删改的部分不一样的是，查询功能的前端 UI 传递的参数不同，因此是另一个类 QueryController。

在调用时，首先需要传递的还是 bean。但与增删改不同的是，查询功能的 Service 只有一个，那就是 QueryService。但是，该 Service 在 Spring 中配置的时候，往 Service 中注入的是不同的 Dao，就可以装配成各种不同的 bean。这样，前端调用的是不同的 bean，最后执行的就是不同的查询。

此外，与增删改不同的是，查询部分不需要传递 method 参数，因为每次查询调用的方法都是query()。最后，前端还要以 JSON 的形式传递各种查询参数，就能进行后端查询了。

单 Controller 的设计

在进行查询时，前端输入 HTTP 请求：

http://localhost:9003/query/{bean}

例如：

http://localhost:9003/query/customerQry?gender=male&page=1&size=30

该方法既可以接收 GET 请求，也可以接收 POST 请求。{bean} 是配置在 Spring 中的Service。QueryController 通过该请求，在 Spring 中找到 Service，并调用Service.query(map) 进行查询，此处的 map 就是该请求传递的所有查询参数。

为此，查询部分的单 Controller 的流程设计如下：

从前端获得 bean、page、size、count，以及查询参数；
根据 bean 从 Spring 中获得相应的 Serivce；
从前端获得查询参数 JSON，将其转换为 Map；
执行 service.query(map)；
执行完查询后，以不同形式返回给前端。

单 Service 的设计

查询的部分采用了单 Service 的设计，即所有的查询都是配置的 QueryService 进行查询，但注入的是不同的 Dao，就可以配置成不同的 bean，完成各自不同的查询。为了设计更加简化，每个 Dao 可以通过 MyBatis 框架，注入同一个 Dao，但配置不同的 Mapper，就可以完成不同的查询。因此，先配置 MyBatis 的 Mapper 文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>



<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"



"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">



<mapper namespace="com.demo2.customer.query.dao.CustomerMapper">



 <!--筛选条件-->



 <sql id="searchParam">



  <if test="id != '' and id != null">



   and id = #{id}



  </if>



 </sql>

 <!--求count判断-->



 <sql id="isCount1">



  <if test="count == null  and notCount ==1">



   select count(*) from (



  </if>



 </sql>



 <sql id="isCount2">



  <if test="count == null  and notCount ==1">



   ) count



  </if>



 </sql> 

 <!--是否分页判断-->



 <sql id="isPage">



  <if test="size != null  and size !=''">



   limit #{size} offset #{firstRow} 



  </if>



  <if test="size ==null  or size ==''">



   <if test="pageSize != null  and pageSize !=''">



    limit #{pageSize} offset #{startNum} 



   </if>



  </if>



 </sql>

 <select id="query" parameterType="java.util.HashMap" resultType="com.demo2.customer.entity.Customer">



     <include refid="isCount1"/> 



        SELECT * FROM Customer WHERE 1 = 1



    <include refid="searchParam"/>



    <include refid="isPage"/>



     <include refid="isCount2"/>



 </select>



</mapper>

然后，将其注入 Spring 中，完成相应的配置，就可以进行查询了：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>



<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" ...>



 <description>The application context for query</description>



 <bean id="customerQry" class="com.demo2.support.service.impl.QueryServiceImpl">



  <property name="queryDao">



   <bean class="com.demo2.support.dao.impl.QueryDaoMybatisImpl">



    <property name="sqlMapper" value="com.demo2.customer.query.dao.CustomerMapper.query"></property>



   </bean>



  </property>



 </bean>



</beans>

每个查询的 bean 都是配置的 QueryServiceImpl，但每个 bean 配置的是不同的 sqlMapper，就会执行不同的查询。这里的 sqlMapper 应当与前面 MyBatis 配置中的namespace 相对应。

这样，查询部分的单 Service 流程设计如下：

将查询参数 map、 page、size 传递给 Dao，执行查询 dao.query(map)；
在查询的前后增加空方法 beforeQuery()、afterQuery() 作为 hook，当某业务需要在查询前后进行处理时，通过重载子类去实现；
判断前端是否传递 count，如果有则不再求和，否则调用 dao.count() 求和计算“第 x 页，共 y 页”；
将数据打包成 ResultSet 对象返回。

通常，在执行查询时，只需要执行 dao.query(map) 就可以了。由于不同的 bean 注入的 Dao不同，因此执行 dao.query(map) 就会执行不同的查询。但是，在某些业务中，需要个性地在查询前进行某些处理，如对查询参数进行某些转换，或者在查询后对查询结果进行某些转换与补填。现在的设计中只有一个 Service，如何实现查询前后的这些处理呢？

首先，在 QueryService 中增加了 beforeQuery() 和 afterQuery() 两个方法，但这两个方法在QueryService 中设计成空方法，什么都没写，因此调用它们就跟没有调用一样。这样的设计叫“钩子 hook”，如下代码所示：

 /**



  * do something before query. 



  * It just a hook that override the function in subclass if we need do something before query.



  * @param params the parameters the query need



  */



 protected void beforeQuery(Map<String, Object> params) {



  //just a hood



 }

 /**



  * do something after query. 



  * It just a hook that override the function in subclass if we need do something after query.



  * @param params the parameters the query need



  * @param resultSet the result set after query.



  * @return 



  */



 protected ResultSet afterQuery(Map<String, Object> params, ResultSet resultSet) {



  //just a hood



  return resultSet;



 }

这样，如果不需要在查询前后添加处理，直接配置 QueryService 就行了。在执行查询时，就像没有这两个方法一样。然而，如果需要在查询前或查询后添加某些处理时，则通过继承编写一个 QueryService 的子类，并重写 beforeQuery() 或 afterQuery()。在 Spring 配置时配置的是这个子类，就实现了查询前后的处理。

譬如，ProductQuery 这个查询需要在查询后，对查询结果集补填 Supplier。这时，通过继承编写一个子类 ProductQueryServiceImpl，重写 afterQuery()。

public class ProductQueryServiceImpl extends QueryServiceImpl {



 @Autowired



 private SupplierService supplierService;



 @Override



 protected ResultSet afterQuery(Map<String, Object> params,



   ResultSet resultSet) {



  @SuppressWarnings("unchecked")



  List<Product> list = (List<Product>)resultSet.getData();



  for(Product product : list) {



   String supplierId = product.getSupplierId();



   Supplier supplier = supplierService.loadSupplier(supplierId);



   product.setSupplier(supplier);



  }



  resultSet.setData(list);



  return resultSet;



 }



}

最后，将查询结果以 ResultSet 值对象的形式返回给 Controller，Controller 再返回给前端。在这个 ResultSet 中：

属性 data 是这一页的查询结果集；
page、size 是分页信息；
count 是记录总数。

通过这 3 个值就可以在前端显示“第 x 页，共 y 页，z 条记录”。在第一次查询时，除了查询这一页的数据，还要执行 count。将该 count 记录下来后，在进行分页查询时，就不再需要执行 count，从而有效提高查询性能。

属性 aggregate 是一个 map，如果该查询在前端展现时，需要在表格的最下方对某些字段进行汇总，并且这个汇总是对整个查询结果的汇总，而不是这一页的汇总，则将该字段作为 Key 值写入 aggregate 中，Value 是汇总的方式，如 count、sum、max 等。通过这样的设置，就可以在查询结果集的最后一行返回一个汇总记录。

通过以上技术中台的设计，各查询功能的编码就会极大地简化。具体来说，设计一个普通的查询，只需要制作一个 MyBatis 的查询语句配置，在 Spring 配置中制作一个 bean。然后，就可以通过前端进行查询了，甚至都不需要编写任何 class。只有在查询前后添加操作时，才需要自己制作一个子类。

此外，对于进行查询结果集的补填，也可以使用通用程序 AutofillQueryServiceImpl，在下一讲“如何设计支持领域驱动的技术中台”中会详细讲解。

总结

本讲讲解了一个强大而落地的技术中台设计实践。通过该技术中台的封装：

在增删改操作时，只需编写前端界面、Service 与值对象就可以了，更多技术细节被封装起来了，这样，开发人员就可以专心地将领域模型转换成业务代码的设计实现，并随着领域模型的变更而变更代码，不断满足用户需求；
在查询操作时，在大多数情况下只需要编写 MyBatis 与 Spring 的配置就可以完成查询功能的编写，开发工作量大大降低，同时变更也变得轻松快捷。

以上技术中台的设计是普通技术中台的设计，那么支持 DDD 的技术中台又该如何设计呢？是不是可以编写通用的仓库与工厂呢？下一讲将为你讲解。

点击 GitHub 链接，查看源码。