Alibaba COLA架构解析

Alibaba COLA架构解析

马草原 1,696 2022-09-10

Alibaba COLA架构解析

互联网业务代码都有这几个特点：

  • 互联网业务迭代快，工期紧，导致代码结构混乱，几乎没有代码注释和文档。
  • 互联网人员变动频繁，很容易接手别人的老项目，新人根本没时间吃透代码结构，紧迫的工期又只能让屎山越堆越大。
  • 多人一起开发，每个人的编码习惯不同，工具类代码各用个的，业务命名也经常冲突，影响效率。
  • 大部分团队几乎没有时间做代码重构，任由代码腐烂。

每当我们新启动一个代码仓库，都是信心满满，结构整洁。但是时间越往后，代码就变得腐败不堪，技术债务越来越庞大…

这种情况有解决方案吗？也是有的：

  1. 小组内定期做代码重构，解决技术债务。
  2. 组内设计完善的应用架构，让代码的腐烂来得慢一些。（当然很难做到完全不腐烂）
  3. 设计尽量简单，让不同层级的开发都能快速看懂并上手开发，而不是在一堆复杂的没人看懂的代码上堆更多的屎山。

我们今天的主角COLA，就是为了提供一个可落地的业务代码结构规范，让你的代码腐烂的尽可能慢一些，让团队的开发效率尽可能快一些。


COLA是什么

GIthub：https://github.com/alibaba/COLA

COLA是由阿里巴巴的张建飞所提出的一种业务代码架构的最佳实践，并且已经在阿里云脚手架代码生成器中作为一个可选项。

COLA 是 Clean Object-Oriented and Layered Architecture的缩写，代表整洁面向对象分层架构。

在COLA 4.0，也就是目前最新的版本中，作者将COLA拆分为COLA架构（Archetype）和COLA组件（Components）两个部分：

  • COLA架构：COLA应用的代码模板。
  • COLA组件：提供一些非常有用的通用组件，这些组件可以帮助我们提升研发效率。

两者互不干扰，可以独立使用。


COLA整体架构

首先主要谈谈COLA架构，COLA的官方博文中是这么介绍的：

在平时我们的业务开发中，大部分的系统都需要：

  • 接收request，响应response；
  • 做业务逻辑处理，像校验参数，状态流转，业务计算等等；
  • 和外部系统有联动，像数据库，微服务，搜索引擎等；

正是有这样的共性存在，才会有很多普适的架构思想出现，比如分层架构、六边形架构、洋葱圈架构、整洁架构（Clean Architecture）、DDD架构等等。

这些应用架构思想虽然很好，但我们很多同学还是“不讲Co德，明白了很多道理，可还是过不好这一生”。问题就在于缺乏实践和指导。COLA的意义就在于，他不仅是思想，还提供了可落地的实践。应该是为数不多的应用架构层面的开源软件。

COLA提供了一整套代码架构，拿来即用。 其中包含了很多架构设计思想，包括讨论度很高的领域驱动设计DDD等。

注意：每个人对于架构设计都有着自己的理解。所以对于COLA的架构，本篇文章也仅仅只是我自己对于COLA的粗浅理解，仅供大家参考，如有歧义欢迎在评论区探讨。


COLA分层架构

官方介绍图：
cola2
cola3

官方还有一个表格，介绍了COLA中每个层的命名和含义：

层次 包名 功能 必选
Adapter layer web 处理页面请求的Controller 否
Adapter layer wireless 处理无线端的适配 否
Adapter layer wap 处理wap端的适配 否
App层 executor 处理request，包括command和query 是
App层 consumer 处理外部message 否
App层 scheduler 处理定时任务 否
Domain层 model 领域模型 否
Domain层 ability 领域能力，包括DomainService 否
Domain层 gateway 领域网关，解耦利器 是
Infra层 gatewayimpl 网关实现 是
Infra层 mapper ibatis数据库映射 否
Infra层 config 配置信息 否
Client SDK api 服务对外透出的API 是
Client SDK dto 服务对外的DTO 是

COLA组件含义：

组件名称 功能 依赖
cola-component-dto 定义了DTO格式，包括分页 无
cola-component-exception 定义了异常格式， 主要有BizException和SysException 无
cola-component-statemachine 状态机组件 无
cola-component-domain-starter Spring托管的领域实体组件 无
cola-component-catchlog-starter 异常处理和日志组件 exception、dto组件
cola-component-extension-starter 扩展点组件 无
cola-component-test-container 测试容器组件 无

从Demo说起

主Pom：

<modules>
  <module>demo-web-client</module>
  <module>demo-web-adapter</module>
  <module>demo-web-app</module>
  <module>demo-web-domain</module>
  <module>demo-web-infrastructure</module>
  <module>start</module>
</modules>

start层

该模块作为整个应用的启动模块（通常是一个SpringBoot应用），只承担启动项目和全局相关配置项的存放职责。

将启动独立出来，好处是清晰简洁，也能让新人一眼就看出如何运行项目，以及项目的一些基础依赖。

代码结构如下：
colastart

adapter层

接下来我们按照之前架构图从上到下的顺序，一个个看。
首先是demo-web-adapter模块，可以理解为平时我们用的controller层（对于Web应用来说）。

在COLA官方博客中，也能找到如下的描述：

Controller这个名字主要是来自于MVC，因为是MVC，所以自带了Web应用的烙印。然而，随着mobile的兴起，现在很少有应用仅仅只支持Web端，通常的标配是Web，Mobile，WAP三端都要支持。
colaadapter

cilent层

有了我们说的controller层，接下来有的小伙伴肯定就会想，是不是service层了。

是，也不是。

传统的Web应用中，完全可以只有一个service层给controller层调用，但是作为一个业务应用，除非你真的只是个前端页面的无情吐数据机器，否则很大可能性你的应用会有很多其他上下游调用方，并且你需要提供接口给他们。

这时候你给他们的不应该是一个Web接口，应该是RPC调用的服务层接口。

所以在COLA中，你的adapter层，调用了client层，client层中就是你服务接口的定义。
colaclient

从上图中可以看到，client包里有：

  • api文件夹：存放服务接口定义
  • dto文件夹：存放传输实体

注意，这里只是服务接口定义，而不是服务层的具体实现，所以在adapter层中，调用的其实是client层的接口：

@RestController
public class CustomerController {

    @Autowired
    private CustomerServiceI customerService;

    @GetMapping(value = "/customer")
    public MultiResponse<CustomerDTO> listCustomerByName(@RequestParam(required = false) String name){
        CustomerListByNameQry customerListByNameQry = new CustomerListByNameQry();
        customerListByNameQry.setName(name);
        return customerService.listByName(customerListByNameQry);
    }

}

而最终接口的具体实现逻辑放到了app层。

@Service
@CatchAndLog
public class CustomerServiceImpl implements CustomerServiceI {

    @Resource
    private CustomerListByNameQryExe customerListByNameQryExe;

    @Override
    public MultiResponse<CustomerDTO> listByName(CustomerListByNameQry customerListByNameQry) {
        return customerListByNameQryExe.execute(customerListByNameQry);
    }
}

app层

接着上面说的，我们的app模块作为服务的实现，存放了各个业务的实现类，并且严格按照业务分包，这里划重点，是先按照业务分包，再按照功能分包的。

colaapp

customer和order分别对应了消费着和订单两个业务子领域。里面是COLA定义app层下面三种功能：

App层 executor 处理request，包括command和query 是
App层 consumer 处理外部message 否
App层 scheduler 处理定时任务 否

可以看到，消息队列的消费者和定时任务，这类平时我们业务开发经常会遇到的场景，也放在app层。

domain层

接下来便是domain，也就是领域层，先看一下领域层整体结构：
coladomain

可以看到，首先是按照不同的领域（customer和order）分包，里面则是三种主要的文件类型：

领域实体：

实体模型可以是充血模型（自行了解），例如官方示例里的Customer.java如下：

@Data
@Entity
public class Customer{

    private String customerId;
    private String memberId;
    private String globalId;
    private long registeredCapital;
    private String companyName;
    private SourceType sourceType;
    private CompanyType companyType;

    public Customer() {
    }

    public boolean isBigCompany() {
        return registeredCapital > 10000000; //注册资金大于1000万的是大企业
    }

    public boolean isSME() {
        return registeredCapital > 10000 && registeredCapital < 1000000; //注册资金大于10万小于100万的为中小企业
    }

    public void checkConfilict(){
        //Per different biz, the check policy could be different, if so, use ExtensionPoint
        if("ConflictCompanyName".equals(this.companyName)){
            throw new BizException(this.companyName+" has already existed, you can not add it");
        }

    }
}
领域能力：

domainservice文件夹下，是领域对外暴露的服务能力，如上图中的CreditChecker

领域网关：

gateway文件夹下的接口定义，这里的接口你可以粗略的理解成一种SPI，也就是交给infrastructure层去实现的接口。

例如CustomerGateway里定义了接口getByById，要求infrastructure的实现类必须定义如何通过消费者Id获取消费者实体信息，而infrastructure层可以实现任何数据源逻辑，比如，从MySQL获取，从Redis获取，还是从外部API获取等等。

public interface CustomerGateway {
    public Customer getByById(String customerId);
}

在示例代码的CustomerGatewayImpl（位于infrastructure层）中，CustomerDO（数据库实体）经过MyBatis的查询，转换为了Customer领域实体，进行返回。完成了依赖倒置。

@Component
public class CustomerGatewayImpl implements CustomerGateway {
    @Autowired
    private CustomerMapper customerMapper;

    public Customer getByById(String customerId){
      CustomerDO customerDO = customerMapper.getById(customerId);
      //Convert to Customer
      return null;
    }
}

cola

infrastructure层

最后是我们的infrastructure也就是基础设施层，这层有我们刚才提到的gatewayimpl网关实现，也有MyBatis的mapper等数据源的映射和config配置文件。

Infra层 gatewayimpl 网关实现 是
Infra层 mapper ibatis数据库映射 否
Infra层 config 配置信息 否

colainfrastructure

所有层讲完了，COLA4.0很简单明了，最后，在引用一段官方介绍博客原文来总结COLA的层级：

适配层（Adapter Layer）：负责对前端展示（web，wireless，wap）的路由和适配，对于传统B/S系统而言，adapter就相当于MVC中的controller；

应用层（Application Layer）：主要负责获取输入，组装上下文，参数校验，调用领域层做业务处理，如果需要的话，发送消息通知等。层次是开放的，应用层也可以绕过领域层，直接访问基础实施层；

领域层（Domain Layer）：主要是封装了核心业务逻辑，并通过领域服务（Domain Service）和领域对象（Domain Entity）的方法对App层提供业务实体和业务逻辑计算。领域是应用的核心，不依赖任何其他层次；

基础实施层（Infrastructure Layer）：主要负责技术细节问题的处理，比如数据库的CRUD、搜索引擎、文件系统、分布式服务的RPC等。此外，领域防腐的重任也落在这里，外部依赖需要通过gateway的转义处理，才能被上面的App层和Domain层使用。



COLA架构的特色

说完了分层架构，我们再来回顾下上面提到的COLA架构的几个特色的设计

领域与功能的分包策略

也就是下面这张图的意思，先按照领域分包，再按照功能分包，这样做的其中一点好处是能将腐烂控制在该业务域内。

比如消费者customer和订单order两个领域是两个后端开发并行开发，两个人对于dto，util这些文件夹的命名习惯都不同，那么只会腐烂在各自的业务包下面，而不会将dto,util,config等文件夹放在一起，极容易引发文件冲突。

cola5

前面的包定义，都是功能维度的定义。为了兼顾领域维度的内聚性，我们有必要对包结构进行一下微调，即顶层包结构应该是按照领域划分，让领域内聚。

业务域和外部依赖解耦

前面提到的domain和infrastructure层的依赖倒置，是一个非常有用的设计，进一步解耦了取数逻辑的实现。

例如下图中，你的领域实体是商品item，通过gateway接口，你的商品的数据源可以是数据库，也可以是外部的服务API。

如果是外部的商品服务，你经过API调用后，商品域吐出的是一个大而全的DTO（可能包含几十个字段），而在下单这个阶段，订单所需要的可能只是其中几个字段而已。你拿到了外部领域DTO，转为自己领域的Item，只留下标题价格库存等必要的数据字段。

item2


总结

COLA架构并不复杂，COLA已经从1.0版本经过逐次精简，发展到了如今的形态。在阿里云代码脚手架生成器中作为一个可选项，最近的一些新项目已经强制要求使用COLA架构，足见其已经趋于成熟了。

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