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函數響應式領域建模 ( 簡體 字) |
| 作者：李源 | 類別：1. -> 程式設計 -> 綜合 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 48172
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 395 元 |
| 出版日：1/1/2018 |
| 頁數：296 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121323928 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：推薦序
開發人員正淹沒在各種錯綜復雜的問題中，需要借助多核處理器以及分布式基
礎架構的優勢，來應對產生數據越來越多的高要求用戶規模的迅猛增長，以確保更
低的延遲以及更高的吞吐率。所以開發人員不得不在消費者日益苛刻的緊張截止時
間前按時交付。
開發人員的工作從來沒有輕松過。為了能保持多產的同時又能享受工作，需要
采用合適的工具集——這些工具可以通過優化資源的使用來管理日益增長的復雜性
以及需求。通常，并不是簡單地追逐最新、最炫的東西——盡管這很誘人。所以必
須要回顧總結，從過去艱難獲勝的經驗中學習，看是否可以將其應用到今天的場景
以及挑戰中。我認為開發人員開發的那些非常有用的工具中所包含的領域驅動設計
（domain-driven design，DDD）、函數式編程（FP）以及響應式原則，都可以幫助我
們管理復雜事務的某個方面。
y 領域復雜性：領域驅動設計幫助我們挖掘并理解領域的不同特性與語義。通
過跟利益相關方用他們的語言進行溝通，DDD 可以更容易地創建可擴展的領
域模型來映射真實世界，同時允許持續的變化。
y 解決方案復雜性：函數式編程可以幫助我們保持合理性及可組合性。通過可
重用的純函數并使用穩定（不可變）值，函數式編程提供了一個偉大的工具集，
通過不會“撒謊”的代碼來得出運行時間、并發性以及抽象過程。
云計算、移動設備以及物聯網。在這里，所有新系統本質上都是分布式系統。
要運作這個世界是非常困難而且很有挑戰的，但同樣，也擁有很多有趣的新
的機會。這種變化迫使我們的行業去反思過去一些圍繞系統架構以及設計方
面的最佳實踐。
我非常喜歡閱讀這本書，它完全體現了我在過去十幾年的自身經歷。我從OO
實習生開始——白天埋頭于C++ 和Java，而晚上閱讀經典的Gang of Four1。2006 年
我開始閱讀Eric Evan 關于領域驅動建模的書2，它對我或多或少有所啟發。然后我就
變成一個DDD 狂熱愛好者，在所有可能的地方去應用它。多年后，我又開始使用
Erlang3，然后是Scala4，它們都讓我再次感受到了函數式編程的魅力并深深地愛上了
它。我在大學期間學過函數式編程，但當時并沒有真正意識到它的威力。在這段時
間里，我開始對Java 在并發性、適應性以及可伸縮性方面的“最佳實踐”逐漸失去
信仰。在Erlang方式，特別是actor模型（5 我認為這是一個更好的做事方式）的指引下，
我開始了Akka 項目，我相信這會有助于將響應式原則帶入主流。
這本書之所以能吸引我是因為它設立了一個更加宏大的目標，將3 個完全不同
的工具（領域驅動設計、函數式編程以及響應式原則）用可實踐的方式整合到了一起。
它教會你諸如邊界上下文、領域事件、函數、monad、applicative、future、actor、流
以及CQRS6 等內容是如何使復雜性保持可控的。如果內心不夠強大，那么這本書將
不適合你，閱讀它很費勁。但如果花上數小時，你就會收獲一些基礎概念。親愛的
讀者，幸運的你已經邁出了第一步，接下來所需要做的就是繼續讀下去。
JONAS BONeR
Lightbend 創始人兼CFO
Akka 創始人
序
在2014 年夏天，Manning 出版社希望出版DSLs in Action的升級版本，因為DSL 的所有新特性都圍繞編程語言的
設計和實現。巧合的是正好在那個時間，我用函數模式對一個復雜的領域模型成功
地進行了重構。
跟一群剛畢業進入Scala 函數式編程世界的軟件工程師們一起，我將域行為建
模為純粹的函數，將域對象設計為代數數據類型，并開始意識到代數API 設計的價
值。團隊的每個成員人手一本Paul Chiusano 和Runar Bjarnason 剛完成的Functional
Programming in Scala（中文版為《Scalo 函數式編程》，由電子出版社出版）。
我們的域模型非常復雜，實現嚴格遵守Eric Evans 在他的著作Domain-Driven
Design: Tackling Complexity in the Heart of Software（Addison-Wesley，2003 年）中所
闡述的領域驅動設計（DDD）的原則。不過我們沒有用面向對象的方式，而是決定
采用函數式編程。一切的開始都像是一個實驗，但在最后證明這是一次非常成功并
且令人滿意的經歷。現在當我回頭看時，發現DDD 的內容與軟件工程的通用規則
非常協調一致。因此也不用擔心函數式、領域驅動設計會顯得像是領域建模的典型
范例。
這本書是我們成功運用函數式編程進行領域模型開發的證據。我決定跟讀者分
享我們遵守的實踐、采用的原則，以及在實現中所使用的Scala 風格。Manning 出
版社完全同意這個想法并決定繼續該項目。
不管你的領域模型是什么樣的，定義實現成功的一個關鍵標準是應用的響應能
力。沒有一個用戶喜歡盯著屏幕上的等待光標，根據我們的經驗來看，這通常是因
為架構師非必要地阻塞了主線程的執行。需要花費時間執行的昂貴的操作應該用異
步的方式來執行，把主線程空出來給其他用戶行為。The Reactive Manifesto中定義了建模所需要使用的特性，以便保證應用程序是非阻塞、
響應及時的，并避免巨大延遲帶來的惡劣影響。這也是我要在書中寫的另一個方面。
在經過與Manning 團隊多次友好的商討后，我們決定在這本書中將函數與響應式編
程結合起來。
于是本書就誕生了。通過這個項目，我收獲了巨大的樂趣，也希望讀者能有類
似的體驗。我收到了無數讀者、評審者、良好祝愿者們的留言，他們陪著我一起提
升了這本書的質量。我也非常感謝來自Manning 出版社經驗豐富的編輯以及評審者
團隊的巨大支持。
致謝
我要感謝很多人，他們直接或間接地參與了這本書的創作。
首先，我要感謝Martin Odersky，Scala 編程語言的創建者，我用Scala 完成了
所有函數響應式領域建模的案例。同時也非常感謝你建立了Scalaz，這個有趣的庫
使我們在用Scala 語言進行純函數編程時充滿樂趣。
Twitter 是一個非常酷的溝通方式，承載了各種各樣的討論。我在上面和一些牛
人就函數式編程有過很多非常激烈的討論。感謝每一位牛人，是你們促使我完成了
這本書。
感謝所有的評審者：Barry Alexander、Cosimo Attanasi、Daniel Garcia、Jan Nonnen、
Jason Goodwin、Jaume Valls、Jean-Fran?ois Morin、John G. Schwitz、Ken Fricklas、
Lukasz Kupka、Michael Hamrah、Othman Doghri、Rintcius Blok、Robert Miller、
Saleem Shafi、Tarek Nabil，以及William E. Wheeler。時間可能是我們擁有的最寶貴
的資源，我非常感謝他們愿意在這本書上花費時間，每個評審者都給了我很棒的建
議，極大地提升了這本書的質量。
感謝所有購買了MEAP1 的讀者，在作者在線論壇里的定期溝通，一直鼓勵著我
完成這本書。特別要感謝Arya Irani，她貢獻的一個pull 請求幫助我更新了monad
代碼（從基于Scalaz 7.1 到7.2）。同樣要特別感謝Thomas Lockney 和Charles Feduke，
他們對每個不同的MEAP 版本做了徹底的技術評審。
我還要感謝Manning 出版社再次信任我。在我寫第一本書的時候，我們有過非
常美好的合作，而再次合作甚至更有樂趣。我要感謝以下Manning 員工的杰出工作。
感謝Michael Stephens和Christina Rudloff促使我啟動這個項目。
感謝Jennifer Stout 在10 個章節的漫長過程中不屈不撓地糾正了我所有的錯誤。
感謝Alain Gouniot在整個過程中提供了深入的技術評審。
感謝Gandace Gilhooley與Ana Romac幫助推動這本書。
感謝Mary Piergies、Kevin Sullivan、Maureen Spencer，以及所有幕后工作人員（包括Sharon Wilkey、Alyson Brener、April Milne，以及Dennis Dalinnik），他們幫助我把一個粗糙的草稿變成一本真正的書。
感謝Jonas Boner 為我的書寫序。我很榮幸，我與Jonas 已經相識了很長時間，他也是我很多軟件開發項目的重要靈感來源。
最后，我要感謝我的妻子、母親以及我的兒子Aarush，他們給我提供了最完美的“生態環境”，在那里，寫一本關于函數式編程的書這種創造性任務才有可能完成。
關于本書
本書內容涉及如何使用函數式編程實現領域模型，以及如何通過使用響應式原則（諸如非阻塞計算和異步消息）來確保模型的響應性。領域模型都是針對問題領域的，可以通過很多方式實現一個解決方案框架——
能提供與問題領域模型相同的函數性，通常會使用面向對象技術來設計領域模型。
本書中使用了一種正交方式——用純函數對領域行為建模，用代數數據類型對領域
實體建模，并將不變性作為設計空間的一個主關注點。作為讀者，你能學到基于代
數技術的函數式設計模式，可以將其直接用于實現自己的領域模型。
這本書同樣還包括了響應式編程——使用future、promise、actor 以及stream 來
確保模型在有一定延遲的條件下有足夠的響應性和可操作性。
書中使用Scala 語言來實現領域模型。作為JVM 的一個“常駐民”，在面向對
象以及函數式編程準則的強力支持下，今天Scala 已經是最廣泛使用的語言之一。
盡管如此，本書討論的核心準則同樣適用于其他函數式語言，比如Haskell。
內容簡介
第1 章會對從書中能學習到什么做一個全面的討論。這一章中會提供一個關于
領域模型的概覽，同時討論一些領域驅動設計背后的概念。也會談到函數式編程（FP）
的核心原則，以及將領域模型設計得足夠透明并且根據純邏輯進行邊界解耦后所能
關于本書
x 關于本書
得到的好處。這一章還定義了響應式模式，包括如何將FP 和響應式設計這兩個概
念捆綁在一起使得模型更具有響應性和可伸縮性。
第2 章會討論用Scala 作為函數響應式領域建模實現語言的好處。它會討論靜
態類型的好處，以及Scala 的高級類型系統如何讓模型更加健壯并經得起考驗。在
這一章中，還會學到如何將OO 和FP 的力量結合起來實現模塊化的干凈的模型。
第3 章從討論一個代數API 設計開始。先不考慮實現，可以基于抽象的代數來
設計API。這一章結合大量的細節以及現實世界中個人銀行系統建模的一些例子，
呈現了這種方式的優點。代數有它自身的法則，基于代數建設API 時，要確保實現
遵守這些法則。這一章以一些關于領域對象生命周期的討論作為結尾，從工廠中生
產出來開始，然后執行領域行為，最后持久化。
第4 章聚焦在函數式設計模式上，這跟以前所學的面向對象的設計模式有極大
的不同。一個函數式設計模式是基于代數方法的，它可以有很多種實現方式（或詮
釋），因此在重用性上會遠超過OO 設計模式。這一章將討論functor、applicative、
monad，這些都是函數式編程語言中的最基本的可復用模式。這一章還會討論一些
使用案例，如基于這些模式的代數方法如何演變領域模型。
第5 章是關于如何模塊化領域模型。一個非凡的領域模型是一系列小模型的集
合，每個小模型都被認為是邊界上下文（bounded context）。這一章會解釋如何將邊
界上下文設計成獨立的加工品，以及如何確保多個邊界上下文之前的通信在空間和
時間上的解耦。這是領域驅動設計的核心概念之一，而且可以用異步消息來很容易
地實現。本章還將介紹free monad，另一種運用函數式編程概念的高級模塊化技術。
第6 章將討論響應式領域模型。這一章涉及如何設計響應式API，既不會阻塞
主線程的執行，同時又能保證模型的響應性。這一章會提供領域對象和邊界上下文
（如future、promise、actor 和reactive stream）之間非阻塞式通信的各種方式，還會
討論一個使用場景，即在個人銀行領域中如何運用reactive stream。
第7 章講解了reactive stream。用Akka Stream 實現了一個中等規模的用例來證
明reactive stream 的威力。第6 章涉及了actor 模型的缺點，而第7 章則告訴我們如
何用Akka Stream 實現類型API 來克服這些缺點。
第8 章覆蓋了領域模型的持久化（persistence）。這一章從一個基于CRUD1 持久
化模型的評論開始，介紹運用事件驅動技術的響應式持久化的概念。這一章結合了
當前模型的狀況介紹領域事件的完整歷史，討論諸如CQRS 和事件源的實現技術，
這也產生了一個更有彈性的持久化模型。這一章也用Slick2 演示了一個基于CRUD
的實現，一種針對RDBMS 的通用的函數型到關系型映射框架。
第9 章是關于測試領域模型的。它從基于xUnit1 經典的測試方法論開始，然后
列出其中的缺陷以及如何使用代數測試進行改進。這一章介紹了基于屬性的測試，
它允許用戶編寫代數屬性，然后通過運行時自動生成的數據來驗證它。這一章會使
用Scala 基于屬性的測試庫ScalaCheck，結合前面章節已有的領域模型來討論這種
技術的實現方式。
本書最后在第10 章中對核心概念進行回顧，并討論領域建模未來的發展趨勢。
代碼約定及下載書中所有源代碼都用等寬字體來和普通文本區分。有時需要將一行代碼分成兩
行甚至更多行來適應書頁。我們會用這樣的箭頭?來表示連續行。
代碼中包含很多注釋。在一些情況下，會用數字標記與文后的注解對應關聯。測驗與練習
書中包含一系列測驗與練習，它們會幫助讀者了解自身對討論內容的理解程度。
第1 章和第2 章包含一些基本概念的測驗。每個“測驗時間”之后的一頁或兩頁就
會有相應的“測驗答案”，如以下例子所示。
測驗時間1.1 你認為這種模型最主要的缺點是什么？
測驗答案1.1 主要問題是易變性，它會從兩個方面打擊你：很難在并行設置下使
用抽象，而且很難推理你的代碼。
從第3 章開始，練習會復雜一些。測驗被編號的練習所替代——實際的建模問題，
這些練習將聚焦在對應章節所討論的概念上。練習如同以下例子。
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內容簡介：傳統的分布式應用不會切入微服務、快速數據及傳感器網絡的響應式世界。為了捕獲這些應用的動態聯系及依賴，我們需要使用另外一種方式來進行領域建模。由純函數構成的領域模型是以一種更加自然的方式來反映一個響應式系統內的處理流程，同時它也直接映射到了相應的技術和模式，比如Akka、CQRS 以及事件溯源。本書講述了響應式系統中建立領域模型所需要的通用且可重用的技巧——首先介紹了函數式編程和響應式架構的相關概念，然后逐步地在領域建模中引入這些新的方法，同時本書提供了大量的案例，當在項目中應用這些概念時，可作為參考。 |
目錄：1. 函數式領域建模：介紹........ 1
1.1 什么是領域模型 ............ 2
1.2 領域驅動設計介紹 .......... 4
1.2.1 邊界上下文 .......... 4
1.2.2 領域模型元素 .......... 5
1.2.3 領域對象的生命周期 .......... 8
1.2.4 通用語言 ............ 13
1.3 函數化思想 ............ 14
1.3.1 哈，純粹的樂趣 .......... 17
1.3.2 純函數組合 .......... 21
1.4 管理副作用 ............ 26
1.5 純模型元素的優點 .......... 28
1.6 響應式領域模型 ............ 31
1.6.1 響應式模型的3+1 視圖 ........ 31
1.6.2 揭穿“我的模型不能失敗”的神話 ...... 32
1.6.3 伸縮性與消息驅動 .......... 34
1.7 事件驅動編程 ............ 35
1.7.1 事件與命令 .......... 37
1.7.2 領域事件 ............ 38
1.8 函數式遇上響應式 .......... 40
1.9 總結 .............. 41
2 Scala 與函數式領域模型........42
2.1 為什么是Scala ........... 43
2.2 靜態類型與富領域模型 .......... 45
2.3 領域行為的純函數 .......... 47
2.3.1 回顧抽象的純粹性 .......... 50
2.3.2 引用透明的其他好處 ........ 53
2.4 代數數據類型與不變性 .......... 53
2.4.1 基礎：和類型與乘積類型 ........ 53
2.4.2 模型中的ADT 結構數據 ........ 56
2.4.3 ADT 與模式匹配 ......... 56
2.4.4 ADT 鼓勵不變性 ......... 58
2.5 局部用函數，全局用OO.......... 59
2.5.1 Scala 中的模塊 .......... 60
2.6 用Scala 使模型具備響應性 .......... 64
2.6.1 管理作用 ............ 65
2.6.2 管理失敗 ............ 65
2.6.3 管理延遲 ............ 67
2.7 總結 .............. 69
3 設計函數式領域模型.......70
3.1 API 設計的代數 ........... 71
3.1.1 為什么是代數方法 .......... 72
3.2 為領域服務定義代數 .......... 72
3.2.1 賦值抽象 ............ 73
3.2.2 組合抽象 ............ 74
3.2.3 類型的最終代數 .......... 76
3.2.4 代數法則 ............ 77
3.2.5 代數解釋程序 .......... 79
3.3 領域模型生命周期中的模式 ........ 80
3.3.1 工廠——對象從何處來......... 82
3.3.2 智能構造器 .......... 82
3.3.3 通過更有表現力的類型進一步提升智能 ...... 84
3.3.4 用代數數據類型聚合 ........ 86
3.3.5 用透鏡更新聚合功能 ........ 88
3.3.6 倉儲與解耦的永恒藝術 ........ 94
3.3.7 高效地使用生命周期模式——結論....... 101
3.4 總結 .............. 102
4 領域模型的函數式模式........ 103
4.1 模式——代數、函數、類型的聚合 ....... 104
4.1.1 領域模型中的挖掘模式 ........ 106
4.1.2 用函數式模式使領域模型參數化 ...... 107
4.2 強類型函數式編程中計算的基本模式 ...... 112
4.2.1 函子——建立模式......... 112
4.2.2 加強版函子模式 .......... 114
4.2.3 單子作用——applicative 模式的變體 ...... 121
4.3 如何用模式對領域模型進行塑形 ........ 130
4.4 用代數、類型和模式演進API ......... 134
4.4.1 代數——第一稿......... 136
4.4.2 改進代數 .......... 137
4.4.3 最終組合——采用類型......... 138
4.5 用模式和類型增強領域的不變性 ........ 139
4.5.1 貸款處理模型 .......... 139
4.5.2 使非法狀態不可表示 ........ 141
4.6 總結 .............. 142
5 領域模型的模塊化........ 144
5.1 將領域模型模塊化 .......... 145
5.2 模塊化的領域模型——案例學習 ....... 146
5.2.1 模塊的解剖 .......... 147
5.2.2 模塊的構成 .......... 154
5.2.3 模塊的物理組織 .......... 155
5.2.4 模塊鼓勵組合 .......... 156
5.2.5 領域模型中的模塊化——結論....... 157
5.3 類型類模式——模塊化的多態行為 ....... 157
5.4 邊界上下文的聚合模塊 .......... 160
5.4.1 模塊與邊界上下文 .......... 161
5.4.2 邊界上下文間的通信 ........ 162
5.5 模塊化的另一個模式——free monad ....... 163
5.5.1 賬戶存儲 .......... 163
5.5.2 使它免費 .......... 165
5.5.3 賬戶存儲——free monad ........ 167
5.5.4 free monad 解釋程序 ......... 169
5.5.5 free monad——重點回顧 ........ 172
5.6 總結 .............. 173
6 響應式模型.......... 174
6.1 響應式領域模型 .......... 175
6.2 使用future 的非阻塞API 設計 ........ 177
6.2.1 異步作為堆疊作用 .......... 178
6.2.2 基于monad 轉換器的實現 ....... 181
6.2.3 用并行存取降低延遲——一種響應式模式 .... 183
6.2.4 使用scalaz.concurrent.Task 作為響應式構造 .... 187
6.3 明確的異步消息傳遞 .......... 189
6.4 流模式 ............ 191
6.4.1 一個案例 .......... 191
6.4.2 領域管道圖 .......... 195
6.4.3 后端壓力處理 .......... 197
6.5 actor 模型 ............. 198
6.5.1 領域模型與actor ......... 199
6.6 總結 .............. 203
7 響應式流建模......... 205
7.1 響應式流模型 ............ 206
7.2 何時使用流模型 .......... 207
7.3 領域用例 ............ 208
7.4 基于流的領域交互 .......... 208
7.5 實現：前臺 ............ 210
7.6 實現：后臺 ............ 211
7.7 流模型的主要結論 .......... 214
7.8 使模型具有彈性 .......... 215
7.8.1 使用Akka Streams 監管 ........ 216
7.8.2 冗余集群 .......... 217
7.8.3 數據的持久化 .......... 217
7.9 基于流的領域模型與響應式原則 ........ 219
7.10 總結 ............ 220
8 響應式持久化與事件溯源...... 221
8.1 領域模型的持久化 .......... 222
8.2 關注點分離 ............ 224
8.2.1 持久化的讀/ 寫模型 ......... 225
8.2.2 命令查詢責任分離 .......... 226
8.3 事件溯源 ............. 228
8.3.1 事件溯源領域模型中的命令和事件 ...... 229
8.3.2 實現CQRS 和事件溯源 ........ 231
8.4 實現事件溯源的領域模型（函數式） ........ 232
8.4.1 作為頭等實體的事件 ........ 233
8.4.2 命令是事件上的free monad ........ 235
8.4.3 解釋程序——隱藏所有有趣的東西....... 237
8.4.4 投影——讀取端模型......... 242
8.4.5 事件存儲 .......... 243
8.4.6 分布式CQRS——一個短信 ....... 243
8.4.7 實現的總結 .......... 244
8.5 其他持久化模型 .......... 245
8.5.1 將聚合作為ADT 映射到關系型表 ...... 245
8.5.2 操作數據（函數式） ........ 247
8.5.3 到Akka Streams 管道的響應式獲取 ...... 248
8.6 總結 .............. 249
9 測試領域模型........ 250
9.1 測試領域模型概述 ............ 251
9.2 設計可測試的領域模型 .......... 252
9.2.1 解耦副作用 .......... 253
9.2.2 為領域函數提供自定義解釋程序 ...... 254
9.2.3 實現參數化與測試 .......... 255
9.3 基于xUnit 的測試 ........... 256
9.4 回顧模型的代數 .......... 257
9.5 基于屬性的測試 .......... 258
9.5.1 建模屬性 .......... 258
9.5.2 驗證領域模型中的屬性 ........ 259
9.5.3 數據生成器 .......... 264
9.5.4 是否比基于xUnit 的測試更好 ....... 266
9.6 總結 .............. 267
10 核心思想與原則........ 268
10.1 回顧 ............ 268
10.2 函數式領域建模的核心原則 ........ 269
10.2.1 表達式思想 .......... 269
10.2.2 早抽象, 晚賦值 ......... 270
10.2.3 使用合適的抽象 .......... 270
10.2.4 發布要做什么，在組合器中隱藏如何做 .... 270
10.2.5 從實現中解耦代數 ........ 271
10.2.6 隔離邊界上下文 .......... 271
10.2.7 偏向future 而不是actor ........ 271
10.3 展望未來 ............ 272 |
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