README.md · Thoughtworks/aggregate-persistence

# Aggregate Persistence

![](https://travis-ci.com/meixuesong/aggregate-persistence.svg?branch=master)

可参考：
* [DDD之聚合持久化应该怎么做？](https://zhuanlan.zhihu.com/p/334344752)
* [聊一聊聚合的持久化](https://zhuanlan.zhihu.com/p/87074950)

## 1. 简介
领域驱动设计(DDD)已经被业界认为是行之有效的复杂问题解决之道。随着微服务的流行，DDD也被更多的团队采纳。然而在DDD落地时，聚合(Aggregate)的持久化一直缺少一种优雅的方式解决。

在DDD实践中，聚合应该作为一个完整的单元进行读取和持久化，以确保业务的不变性或者说业务规则不变破坏。例如，订单总金额应该与订单明细金额之和一致。

由于领域模型和数据库的数据模型可能不一致，并且聚合可能涉及多个实体，因此Hibernate, MyBatis和Spring Data等框架直接用于聚合持久化时，总是面临一些困难，而且代码也不够优雅。有人认为NoSQL是最适合聚合持久化的方案。确实如此，每个聚合实例就是一个文档，NoSQL天然为聚合持久化提供了很好的支持。然而并不是所有系统都适合用NoSQL。当遇到关系型数据库时，一种方式是将领域事件引入持久化过程。也就是在处理业务过程中，聚合抛出领域事件，Repository根据领域事件的不同，执行不同的SQL，完成数据库的修改。但这样的话，Repository层就要引入一些逻辑判断，代码冗余增加了维护成本。

本项目旨在提供一种轻量级聚合持久化方案，帮助开发者真正从业务出发设计领域模型，不需要考虑持久化的事情。在实现Repository持久化时，不需要考虑业务逻辑，只负责聚合的持久化，从而真正做到关注点分离。**也就是说，不论有多少个业务场景对聚合进行了修改，对聚合的持久化只需要一个方法。**

方案的核心是`Aggregate<T>`容器，T是聚合根的类型。Repository以`Aggregate<T>`为核心，当Repository查询或保存聚合时，返回的不是聚合本身，而是聚合容器`Aggregate<T>`。以订单付款为例，Application Service的代码如下：

```java
@Transactional
public void checkout(String orderId, CheckoutRequest request) {
    Aggregate<Order> aggregate = orderRepository.findById(orderId);
    Order order = aggregate.getRoot();

Payment payment = new Payment(PaymentType.from(request.getPaymentType()), request.getAmount());
    order.checkout(payment);

orderRepository.save(aggregate);
}
```

`Aggregate<T>`保留了聚合的历史快照，因此在Repository保存聚合时，就可以与快照进行对比，找到需要修改的实体和字段，然后完成持久化工作。它提供以下功能：
* `public R getRoot()`：获取聚合根
* `public R getRootSnapshot()`: 获取聚合根的历史快照
* `public boolean isChanged()`: 聚合是否发生了变化
* `public boolean isNew()`：是否为新的聚合
* `public <T> Collection<T> findNewEntitiesById(Function<R, Collection<T>> getCollection, Function<T, ID> getId)`：在实体集合（例如订单的所有订单明细行中）找到新的实体
* `public <T, ID> Collection<T> findChangedEntities(Function<R, Collection<T>> getCollection, Function<T, ID> getId)`：在实体集合（例如所有订单明细行中）找到发生变更的实体
* `public <T, ID> Collection<T> findRemovedEntities(Function<R, Collection<T>> getCollection, Function<T, ID> getId)`：在实体集合（例如所有订单明细行中）找到已经删除的实体

工具类`DataObjectUtils`提供了对象的对比功能。它可以帮助你修改数据库时只update那些变化了的字段。以Person为例，`DataObjectUtils.getChangedFields(personSnapshot, personCurrent)`将返回哪些Field发生了变化。你可以据此按需修改数据库（请参考示例工程）。

与Hibernate的`@Version`类似，聚合根需要实现Versionable接口，以便Repository基于Version实现乐观锁。Repository对聚合的所有持久化操作，都要判断Version。示意SQL如下：

```sql
    insert into person (id, name, age, address, version )
    values (#{id}, #{name}, #{age}, #{address}, 1)

update person set age = #{age}, address = #{address}, version = version + 1
    where id = #{id} and version = #{version}
    
    delete person
    where id = #{id} and version = #{version}
```

## 2. 使用Aggregate-Persistence

在项目中加入以下依赖，就可以使用Aggregate-persistence的功能了：

```xml
        <dependency>
            <groupId>com.github.meixuesong</groupId>
            <artifactId>aggregate-persistence</artifactId>
            <version>1.2.1</version>
        </dependency>
```

## 3. 使用示例
Aggregate-Persistence本身并不负责持久化工作，它是一个工具，用于识别聚合的变更，例如发现有新增、修改和删除的实体，真正的持久化工作由你的Repository实现。

接下来我们通过[订单聚合持久化项目](https://github.com/meixuesong/aggregate-persistence-sample)展示Repository如何利用Aggregate-Persistence的功能，实现订单聚合的持久化。该项目的技术栈使用Springboot, MyBatis。

订单聚合包括两个实体：订单（Order）和订单明细行（OrderItem），其中订单是聚合根：

```java
public class Order implements Versionable {
    private String id;
    private Date createTime;
    private Customer customer;
    private List<OrderItem> items;
    private OrderStatus status;
    private BigDecimal totalPrice;
    private BigDecimal totalPayment;
    private int version;
}

public class OrderItem {
    private Long id;
    private Product product;
    private BigDecimal amount;
    private BigDecimal subTotal;
}
```

OrderRepository完成订单的持久化工作，主要方法如下：

```java
public class OrderRepository {
    Aggregate<Order> findById(String orderId);
    void save(Aggregate<Order> orderAggregate);
    void remove(Aggregate<Order> orderAggregate);
}
```

在本例中，OrderRepository需要完成订单的新增、订单项的修改（如购买数量变化或者移除了某个商品）、订单的删除功能。由于领域模型与数据模型不一致，因此保存时，Repository将Domain model(Order)转换成Data object(OrderDO)，然后使用MyBatis完成持久化。查询时，进行反向操作，将Data object转换成Domain model.

### 3.1 查询订单
下面的代码用于查询订单，并返回`Aggregate<Order>`。当查询数据库并创建Order聚合后，调用`AggregateFactory.createAggregate`创建`Aggregate<T>`对象，在`Aggregate<T>`内部，它将自动保存Order的快照，以供后续对比。

```java
public Aggregate<Order> findById(String id) {
    OrderDO orderDO = orderMapper.selectByPrimaryKey(id);
    if (orderDO == null) {
        throw new EntityNotFoundException("Order(" + id + ") not found");
    }

Order order = orderDO.toOrder();
    order.setCustomer(customerRepository.findById(orderDO.getCustomerId()));
    order.setItems(getOrderItems(id));

return AggregateFactory.createAggregate(order);
}
```

### 3.2 保存新增订单、修改订单

使用`save`接口方法完成订单及订单明细行的新增、修改和删除操作。示例代码如下：

```java
void save(Aggregate<Order> orderAggregate) {
    if (orderAggregate.isNew()) {
        //insert order
        Order order = orderAggregate.getRoot();
        orderMapper.insert(new OrderDO(order));
        //insert order items
        List<OrderItemDO> itemDOs = order.getItems().stream()
            .map(item -> new OrderItemDO(order.getId(), item))
            .collect(Collectors.toList());
        orderItemMapper.insertAll(itemDOs);
    } else if (orderAggregate.isChanged()) {
        //update order 
        updateAggregateRoot(orderAggregate);
        //delete the removed order items from DB
        removeOrderItems(orderAggregate);
        //update the changed order items
        updateOrderItems(orderAggregate);
        //insert the new order items into DB
        insertOrderItems(orderAggregate);
    }
}
```

上例代码中，当`orderAggregate.isNew()`为true时，调用MyBatis Mapper插入数据。否则如果聚合已经被修改，则需要更新数据。

首先更新聚合根。领域对象(Order)首先被转换成数据对象（OrderDO），然后DataObjectUtils对比OrderDO的历史版本，得到Delta值，最终调用MyBatis的update selective方法更新到数据库中。代码如下：

```java
private void updateAggregateRoot(Aggregate<Order> orderAggregate) {
    //only update changed fields, avoid update all fields
    OrderDO newOrderDO = new OrderDO(orderAggregate.getRoot());
    Set<String> changedFields = DataObjectUtils.getChangedFields(orderAggregate.getRootSnapshot(), orderAggregate.getRoot());
    if (orderMapper.updateByPrimaryKeySelective(newOrderDO, changedFields) != 1) {
        throw new OptimisticLockException(String.format("Update order (%s) error, it's not found or changed by another user",
                orderAggregate.getRoot().getId()));
    }
}
```

对于订单明细行的增删改，都是通过Aggregate找到新增、删除和修改的实体，然后完成数据库操作。代码示例如下：

```java
private void removeOrderItems(Aggregate<Order> orderAggregate) {
    Collection<OrderItem> removedEntities = orderAggregate.findRemovedEntities(Order::getItems, OrderItem::getId);
    removedEntities.stream().forEach((item) -> {
        if (orderItemMapper.deleteByPrimaryKey(item.getId()) != 1) {
            throw new OptimisticLockException(String.format("Delete order item (%d) error, it's not found", item.getId()));
        }
    });
}

private void updateOrderItems(Aggregate<Order> orderAggregate) {
    Collection<ChangedEntity<OrderItem>> entityPairs = orderAggregate.findChangedEntitiesWithOldValues(Order::getItems, OrderItem::getId);
    for (ChangedEntity<OrderItem> pair : entityPairs) {
        Set<String> changedFields = DataObjectUtils.getChangedFields(pair.getOldEntity(), pair.getNewEntity());
        OrderItemDO orderItemDO = new OrderItemDO(orderAggregate.getRoot().getId(), pair.getNewEntity());
        if (orderItemMapper.updateByPrimaryKeySelective(orderItemDO, changedFields) != 1) {
            throw new OptimisticLockException(String.format("Update order item (%d) error, it's not found", orderItemDO.getId()));
        }
    }
}

private void insertOrderItems(Aggregate<Order> orderAggregate) {
    Collection<OrderItem> newEntities = orderAggregate.findNewEntities(Order::getItems, (item) -> item.getId() == null);
    if (newEntities.size() > 0) {
        List<OrderItemDO> itemDOs = newEntities.stream().map(item -> new OrderItemDO(orderAggregate.getRoot().getId(), item)).collect(Collectors.toList());
        orderItemMapper.insertAll(itemDOs);
    }
}
```

`Aggregate<T>`提供的`findXXXEntities`系列方法，都是针对订单明细行这样的实体集合。例如订单明细中，可能增加了商品A，修改了商品B的数量，删除了商品C。`findXXXEntities`方法用于找出这些变更。第1个参数是函数式接口，用于获取实体集合，以便在此集合中识别新增、修改和删除的实体。第2个参数也是函数式接口，获得实体主键值。

需要提醒的是，当聚合发生变化时，不论聚合根是否发生变化，都应该修改聚合根的版本号，以确保聚合作为一个整体被修改，避免并发修改时产生的数据不一致现象。

### 3.3 删除订单

删除订单的同时，需要删除所有订单明细行。

```java
public void remove(Aggregate<Order> aggregate) {
    Order order = aggregate.getRoot();
    if (orderMapper.delete(new OrderDO(order)) != 1) {
        throw new OptimisticLockException(
            String.format("Delete order (%s) error, it's not found or changed by another user", order.getId())
        );
    }
    orderItemMapper.deleteByOrderId(order.getId());
}
```

完整的示例代码见[订单聚合持久化项目](https://github.com/meixuesong/aggregate-persistence-sample)，该示例演示了如何运用Mybatis实现聚合的持久化，并且只持久化那些修改的数据。例如一个表有20个字段，只有1个字段修改了，采用此方案时，只会修改数据库的一个字段，而非所有字段。

## 4. 总结
总的来说，本项目提供了一种轻量级聚合持久化方案，能够帮助开发者设计干净的领域模型的同时，很好地支持Repository做持久化工作。通过持有聚合根的快照，`Aggregate<T>`可以识别聚合发生了哪些变化，然后Repository使用基于Version的乐观锁和DataObjectUtils在字段属性级别的比较功能，实现按需更新数据库。

## 5. Changelog
1.2 修改了之前采用对比字段值，如果为null时判断为未修改的方式。新方式改为使用`DataObjectUtils.getChangedFields`获取变更的字段名。

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