《架构整洁之道》第 22 章 整洁架构

在过去几十年中，有一系列关于系统架构的想法被提出，例如

• 六边形架构
• DCI架构
• BCE架构

虽然这些架构在细节上各有不同，但总体是相似的，它们都有一个共同的目标，按照不同的关注点对软件进行切割分层，并且至少有一层是只包含该软件的业务逻辑的，而用户接口，系统接口属于其他层。

这些架构通常具有以下特点。

• 独立于框架：系统架构不依赖于框架中的某个函数。不需要让系统来适应框架。
• 可被测试：系统的业务逻辑可以脱离UI，数据库，Web服务和其他外部元素，从而进行测试。
• 独立于UI：系统的UI变更起来容易，不需要修改系统的其他部分。比如我们可以在不修改业务逻辑的前提下，将原来的Web界面替换成命令行界面。
• 独立于数据库：可以轻易的更换数据库。这代表业务逻辑和数据库之间已经解耦。
• 独立于任何外部机构：系统的业务逻辑并不需要之道任何其他的外部接口。

依赖关系规则

每一层圆圈，代表一个层次，越往中心，层级越高，并且依赖关系，是由外层，依赖内层。这意味着内层的代码，不需要知道，不能知道外层的函数，变量，对象等外层的一切信息，而应当由外层依赖内层。要保证外层中发生的变化，不会影响到内层圆中的代码。

业务实体

这一层中封装的是个系统的关键业务逻辑，它既可以是一个带有方法的对象，也可以是一组数据结构和函数的集合。只要它能够被系统中的其他不用应用复用就可以了。

它封装应用中最通用，最高层的业务逻辑，属于最不容易被外界影响而变动的部分。

用例

用例层包含的是特定应用场景下的业务逻辑，它封装并实现了整个系统的所有用例。用例引导了数据在业务实体之间流入/流出，指挥着业务实体，利用其中的关键业务逻辑来实现用例的设计目标。

我们期望它既不能影响业务实体层，也不被其他外层所干扰。

然而当业务行为发生变化时，肯定会影响到用例，但是这也意味着其他层可能会发生改变，比如业务实体，或其他外层。

接口适配器

它包含，网关，控制器，展示器。接口适配器通常是一组数据转换器，它们负责将业务实体和用例给出的数据格式，转换为其他外层最方便操作的格式。这一层应该包含了整个GUI，MVC框架。展示器，视图，控制器都应该属于接口适配器层。而模型部分则应该由控制器传给用例，再由用例传回展示器和视图。

这一层也会负责将业务实体而言最为方便操作的数据格式，转换为对数据库最方便的格式。

从该层开始起（不含该层），以内的圈层，（用例层，业务实体层），它们都不应该和数据库打交道，不应该依赖数据库。

所有和数据库相关的操作，都应该被限制在这一层的代码中，并且仅限于那些需要操作数据库的代码。当然，这一层的代码也需要负责将来自外部服务的数据，转换为系统内用例，和业务实体所需要的格式。

框架与驱动程序

该层是最外层，一般由工具，数据库，Web框架组成。这一层中，我们通常只需要编写一些与内层沟通的黏合性代码。

它们包含了所有的实现细节。我们将这些细节放在最外层，它们就很难影响到其他层了。

只有四层吗

图中的同心圆，只是为了说明架构的结构，真正的架构很可能超过这四层。但是这其中的依赖关系原则是不变的。即只能由外层依赖内层。最内层是最核心的策略，最外层是最具体的细节。

跨越边界

上图中的右下侧，示范的是架构中跨边界的情况。这是控制器，展示器与用例之间的通信过程。

控制器调用用例的输入端接口（依赖用例），用例实现该输入端。用例调用自己用例层的输出端接口（并没有依赖外层），让展示器实现该输出端。

注意控制流的方向：从控制器开始，穿过用例，最后执行展示器的代码。但是可以看到依赖方向，是相反的，即控制器依赖用例。

这里我们通常采用依赖反转原则（DIP）来解决这种相反性。例如，可以用过调整代码中的接口和继承关系，利用源码中的依赖关系，来限制控制流只能在正确的地方跨越架构边界。

假设用例代码需要调用展示器，这里一定不能直接调用，因为会违反依赖关系原则：内层圆中的代码，不能引用外层的信息。我们需要让业务逻辑代码调用一个内层接口（用例的输出端），让展示器负责实现这个接口。

我们可以采用这种方式来跨越系统中的所有的架构边界。利用多态技术，我们将源码中的依赖关系和控制流的方向进行反转。不管控制流的方向如何，我们都可以让它遵守架构的依赖关系规则。

哪些数据会跨越边界

一般来说，会跨越边界的数据在数据结构上，都是很简单的。如果可以的话，我们一般采用基本的结构体或者简单的可传输数据对象。

这里最重要的是跨越边界传输的对象，应该有一个独立，简单的数据结构。总之，不要投机取巧的，直接传递业务实体或者数据库记录对象。同时，这些传递的数据结构中，也不应该存在违反依赖规则的依赖关系。

比如数据库框架会返回一个便于查询的结果对象，我们称为行结构体。这个结构体就不应该跨越边界向架构的内层传递。因为这等于让内层的代码引用外层的代码，违反了依赖规则。

以此，我们跨越边界传递数据时，一定要采用内层最方便使用的形式。

一个常见的应用场景

双实线，为隔离边界。控制器，展示器，都是接口适配层。

1. 屏蔽前面的操作，从Controller开始，Controller收到了数据。
2. Controller将数据包装成Input Data，调用InputBoundary接口。
3. UseCaseInteractor实现了InputBoundary接口，UseCaseInteractor解析InputData数据，调用Entities。UseCaseInteractor调用DataAccessInterface接口，而DataAccess实现了该接口，取出数据后，放入内存。
4. UseCaseInteractor从Entities收集数据，组装成OutputData数据，调用OutputBoundary接口，该接口由Presenter（展示器）实现。
5. Presenter将OutputData打包成可展示的ViewModel。基本上ViewModel只会包含字符串，和一些View会使用到的开关数据（例如按钮是否展示等开关数据）。如果OutputData中可能包含了一些对象，Presenter将会处理成格式化的，可对用户展示的字符拆，并放入ViewModel中。
6. 最后我们需要注意一下，这张图的依赖关系规则，所有跨边界的依赖线，都是向内的，很好的遵守了架构的依赖规则。

本章小结

要遵守上面这些规则并不难，只要通过系统划分层次，并确保遵守依赖规则，就可以构建出一个天生可测试的系统。