Dizajn vođen domenom: Ovladavanje ograničenim kontekstima za skalabilni softver

Dizajn vođen domenom (DDD) moćan je pristup rješavanju složenih softverskih projekata fokusiranjem na temeljnu domenu. U srcu DDD-a leži koncept ograničenih konteksta. Razumijevanje i učinkovita primjena ograničenih konteksta ključna je za izgradnju skalabilnih, održivih i, u konačnici, uspješnih softverskih sustava. Ovaj sveobuhvatni vodič zaronit će u zamršenosti ograničenih konteksta, istražujući i strateške i taktičke obrasce koji su uključeni.

Što je ograničeni kontekst?

Ograničeni kontekst je semantička granica unutar softverskog sustava koja definira primjenjivost određenog modela domene. Zamislite ga kao jasno definiran opseg gdje specifični pojmovi i koncepti imaju dosljedno i nedvosmisleno značenje. Unutar ograničenog konteksta, sveprisutni jezik, zajednički rječnik koji koriste programeri i stručnjaci za domenu, dobro je definiran i dosljedan. Izvan te granice, isti pojmovi mogu imati različita značenja ili uopće ne biti relevantni.

U suštini, ograničeni kontekst priznaje da je jedinstven, monolitan model domene često nepraktičan, ako ne i nemoguć, za stvaranje u složenim sustavima. Umjesto toga, DDD zagovara razbijanje problemske domene na manje, lakše upravljive kontekste, svaki sa svojim modelom i sveprisutnim jezikom. Ova dekompozicija pomaže u upravljanju složenošću, poboljšava suradnju i omogućuje fleksibilniji i neovisniji razvoj.

Zašto koristiti ograničene kontekste?

Korištenje ograničenih konteksta pruža brojne prednosti u razvoju softvera:

• Smanjena složenost: Dijeljenjem velike domene na manje, lakše upravljive kontekste, smanjujete ukupnu složenost sustava. Svaki se kontekst može lakše razumjeti i održavati.
• Poboljšana suradnja: Ograničeni konteksti olakšavaju bolju komunikaciju između programera i stručnjaka za domenu. Sveprisutni jezik osigurava da svi govore istim jezikom unutar određenog konteksta.
• Neovisan razvoj: Timovi mogu raditi neovisno na različitim ograničenim kontekstima bez da ometaju jedni druge. To omogućuje brže razvojne cikluse i povećanu agilnost.
• Fleksibilnost i skalabilnost: Ograničeni konteksti omogućuju vam neovisan razvoj različitih dijelova sustava. Možete skalirati određene kontekste na temelju njihovih individualnih potreba.
• Poboljšana kvaliteta koda: Fokusiranje na specifičnu domenu unutar ograničenog konteksta dovodi do čišćeg i lakše održivog koda.
• Usklađenost s poslovanjem: Ograničeni konteksti se često podudaraju s određenim poslovnim sposobnostima ili odjelima, što olakšava preslikavanje softvera na poslovne potrebe.

Strateški DDD: Identificiranje ograničenih konteksta

Identificiranje ograničenih konteksta ključan je dio faze strateškog dizajna u DDD-u. Uključuje razumijevanje domene, identificiranje ključnih poslovnih sposobnosti i definiranje granica svakog konteksta. Evo pristupa korak po korak:

1. Istraživanje domene: Započnite temeljitim istraživanjem problemske domene. Razgovarajte sa stručnjacima za domenu, pregledajte postojeću dokumentaciju i razumijte različite uključene poslovne procese.
2. Identificirajte poslovne sposobnosti: Identificirajte temeljne poslovne sposobnosti koje softverski sustav treba podržati. Te sposobnosti predstavljaju bitne funkcije koje posao obavlja.
3. Potražite semantičke granice: Potražite područja gdje se značenje pojmova mijenja ili gdje se primjenjuju različita poslovna pravila. Te granice često ukazuju na potencijalne ograničene kontekste.
4. Uzmite u obzir organizacijsku strukturu: Organizacijska struktura tvrtke često može pružiti naznake o potencijalnim ograničenim kontekstima. Različiti odjeli ili timovi mogu biti odgovorni za različita područja domene. Conwayev zakon, koji kaže da su "organizacije koje dizajniraju sustave ograničene na stvaranje dizajna koji su kopije komunikacijskih struktura tih organizacija", ovdje je vrlo relevantan.
5. Nacrtajte mapu konteksta: Izradite mapu konteksta kako biste vizualizirali različite ograničene kontekste i njihove odnose. Ova mapa pomoći će vam da razumijete kako različiti konteksti međusobno djeluju.

Primjer: Sustav za e-trgovinu

Razmotrimo veliki sustav za e-trgovinu. Mogao bi sadržavati nekoliko ograničenih konteksta, kao što su:

• Katalog proizvoda: Odgovoran za upravljanje informacijama o proizvodima, kategorijama i atributima. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "proizvod", "kategorija", "SKU" i "atribut".
• Upravljanje narudžbama: Odgovoran za obradu narudžbi, upravljanje pošiljkama i rješavanje povrata. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "narudžba", "pošiljka", "račun" i "plaćanje".
• Upravljanje kupcima: Odgovoran za upravljanje korisničkim računima, profilima i preferencijama. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "kupac", "adresa", "program vjernosti" i "kontakt informacije".
• Upravljanje zalihama: Odgovoran za praćenje razina zaliha i upravljanje lokacijama skladišta. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "stanje zaliha", "lokacija", "točka ponovnog naručivanja" i "dobavljač".
• Obrada plaćanja: Odgovoran za sigurnu obradu plaćanja i rješavanje povrata novca. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "transakcija", "autorizacija", "namira" i "podaci o kartici".
• Sustav preporuka: Odgovoran za pružanje preporuka proizvoda kupcima na temelju njihove povijesti pregledavanja i ponašanja pri kupnji. Sveprisutni jezik uključuje pojmove poput "preporuka", "algoritam", "korisnički profil" i "afinitet proizvoda".

Svaki od ovih ograničenih konteksta ima svoj vlastiti model i sveprisutni jezik. Na primjer, pojam "proizvod" može imati različita značenja u kontekstima Kataloga proizvoda i Upravljanja narudžbama. U Katalogu proizvoda može se odnositi na detaljne specifikacije proizvoda, dok se u Upravljanju narudžbama može jednostavno odnositi na artikl koji se kupuje.

Mape konteksta: Vizualizacija odnosa između ograničenih konteksta

Mapa konteksta je dijagram koji vizualno predstavlja različite ograničene kontekste u sustavu i njihove odnose. To je ključan alat za razumijevanje interakcije različitih konteksta i za donošenje informiranih odluka o strategijama integracije. Mapa konteksta ne ulazi u unutarnje detalje svakog konteksta, već se fokusira na interakcije među njima.

Mape konteksta obično koriste različite oznake za predstavljanje različitih vrsta odnosa između ograničenih konteksta. Ti se odnosi često nazivaju integracijskim obrascima.

Taktički DDD: Integracijski obrasci

Nakon što ste identificirali svoje ograničene kontekste i izradili mapu konteksta, morate odlučiti kako će ti konteksti međusobno djelovati. Tu na scenu stupa faza taktičkog dizajna. Taktički DDD se fokusira na specifične integracijske obrasce koje ćete koristiti za povezivanje vaših ograničenih konteksta.

Ovo su neki od uobičajenih integracijskih obrazaca:

• Zajednička jezgra (Shared Kernel): Dva ili više ograničenih konteksta dijele zajednički model ili kod. Ovo je rizičan obrazac jer promjene u zajedničkoj jezgri mogu utjecati na sve kontekste koji o njoj ovise. Koristite ovaj obrazac štedljivo i samo kada je zajednički model stabilan i dobro definiran. Na primjer, više servisa unutar financijske institucije moglo bi dijeliti temeljnu biblioteku za izračune valuta.
• Klijent-Dobavljač (Customer-Supplier): Jedan ograničeni kontekst (Klijent) ovisi o drugom ograničenom kontekstu (Dobavljač). Klijent aktivno oblikuje model Dobavljača kako bi zadovoljio svoje potrebe. Ovaj obrazac je koristan kada jedan kontekst ima jaku potrebu utjecati na drugi. Sustav za upravljanje marketinškim kampanjama (Klijent) mogao bi snažno utjecati na razvoj platforme s podacima o klijentima (Dobavljač).
• Konformist (Conformist): Jedan ograničeni kontekst (Konformist) jednostavno koristi model drugog ograničenog konteksta (Upstream). Konformist nema utjecaja na model Upstreama i mora se prilagoditi njegovim promjenama. Ovaj se obrazac često koristi pri integraciji s naslijeđenim sustavima ili uslugama trećih strana. Mala prodajna aplikacija mogla bi se jednostavno prilagoditi modelu podataka koji pruža veliki, uhodani CRM sustav.
• Sloj protiv korupcije (Anti-Corruption Layer - ACL): Sloj apstrakcije koji se nalazi između dva ograničena konteksta, prevodeći između njihovih modela. Ovaj obrazac štiti nizvodni (downstream) kontekst od promjena u uzvodnom (upstream) kontekstu. Ovo je ključan obrazac pri radu s naslijeđenim sustavima ili uslugama trećih strana koje ne možete kontrolirati. Na primjer, pri integraciji s naslijeđenim sustavom za obračun plaća, ACL može prevesti format naslijeđenih podataka u format koji je kompatibilan sa sustavom za ljudske resurse.
• Odvojeni putevi (Separate Ways): Dva ograničena konteksta nemaju nikakav odnos jedan s drugim. Potpuno su neovisni i mogu se razvijati neovisno. Ovaj obrazac je koristan kada su dva konteksta suštinski različita i nemaju potrebu za interakcijom. Interni sustav za praćenje troškova zaposlenika mogao bi biti potpuno odvojen od javno dostupne platforme za e-trgovinu.
• Usluga otvorenog domaćina (Open Host Service - OHS): Jedan ograničeni kontekst objavljuje dobro definiran API koji drugi konteksti mogu koristiti za pristup njegovoj funkcionalnosti. Ovaj obrazac promiče labavu povezanost i omogućuje fleksibilniju integraciju. API bi trebao biti dizajniran imajući na umu potrebe potrošača. Usluga platnog prolaza (OHS) izlaže standardizirani API koji različite platforme za e-trgovinu mogu koristiti za obradu plaćanja.
• Objavljeni jezik (Published Language): Usluga otvorenog domaćina koristi dobro definiran i dokumentiran jezik (npr. XML, JSON) za komunikaciju s drugim kontekstima. To osigurava interoperabilnost i smanjuje rizik od pogrešnog tumačenja. Ovaj se obrazac često koristi u kombinaciji s obrascem Usluge otvorenog domaćina. Sustav za upravljanje opskrbnim lancem izlaže podatke putem REST API-ja koristeći JSON Schemu kako bi se osigurala jasna i dosljedna razmjena podataka.

Odabir pravog integracijskog obrasca

Odabir integracijskog obrasca ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući odnos između ograničenih konteksta, stabilnost njihovih modela i razinu kontrole koju imate nad svakim kontekstom. Važno je pažljivo razmotriti kompromise svakog obrasca prije donošenja odluke.

Uobičajene zamke i anti-obrasci

Iako ograničeni konteksti mogu biti nevjerojatno korisni, postoje i neke uobičajene zamke koje treba izbjegavati:

• Velika kugla blata (Big Ball of Mud): Neuspjeh u pravilnom definiranju ograničenih konteksta, što rezultira monolitnim sustavom koji je teško razumjeti i održavati. To je suprotno onome što DDD želi postići.
• Slučajna složenost: Uvođenje nepotrebne složenosti stvaranjem previše ograničenih konteksta ili odabirom neprikladnih integracijskih obrazaca.
• Preuranjena optimizacija: Pokušaj optimizacije sustava prerano u procesu, prije potpunog razumijevanja domene i odnosa između ograničenih konteksta.
• Ignoriranje Conwayevog zakona: Neuspjeh u usklađivanju ograničenih konteksta s organizacijskom strukturom tvrtke, što dovodi do problema u komunikaciji i koordinaciji.
• Prekomjerno oslanjanje na zajedničku jezgru: Prečesto korištenje obrasca zajedničke jezgre, što dovodi do čvrste povezanosti i smanjene fleksibilnosti.

Ograničeni konteksti i mikroservisi

Ograničeni konteksti često se koriste kao polazišna točka za dizajniranje mikroservisa. Svaki ograničeni kontekst može se implementirati kao zaseban mikroservis, što omogućuje neovisan razvoj, implementaciju i skaliranje. Međutim, važno je napomenuti da se ograničeni kontekst ne mora nužno implementirati kao mikroservis. Može se implementirati i kao modul unutar veće aplikacije.

Kada se koriste ograničeni konteksti s mikroservisima, važno je pažljivo razmotriti komunikaciju između servisa. Uobičajeni komunikacijski obrasci uključuju REST API-je, redove poruka i arhitekture vođene događajima.

Praktični primjeri iz cijelog svijeta

Primjena ograničenih konteksta univerzalno je primjenjiva, ali specifičnosti će se razlikovati ovisno o industriji i kontekstu.

• Globalna logistika: Multinacionalna logistička tvrtka mogla bi imati odvojene ograničene kontekste za Praćenje pošiljki (rukovanje ažuriranjima lokacije u stvarnom vremenu), Carinjenje (bavljenje međunarodnim propisima i dokumentacijom) i Upravljanje skladištem (optimizacija skladištenja i zaliha). "Artikl" koji se prati ima vrlo različite prikaze u svakom kontekstu.
• Međunarodno bankarstvo: Globalna banka mogla bi koristiti ograničene kontekste za Bankarstvo za građane (upravljanje osobnim računima klijenata), Poslovno bankarstvo (rukovanje poslovnim kreditima i transakcijama) i Investicijsko bankarstvo (bavljenje vrijednosnim papirima i trgovanjem). Definicija "klijenta" i "računa" značajno bi se razlikovala u tim područjima, odražavajući različite propise i poslovne potrebe.
• Višejezično upravljanje sadržajem: Globalna novinska organizacija mogla bi imati različite ograničene kontekste za Stvaranje sadržaja (pisanje i uređivanje članaka), Upravljanje prijevodima (rukovanje lokalizacijom za različite jezike) i Objavljivanje (distribucija sadržaja putem različitih kanala). Koncept "članka" ima različite atribute ovisno o tome da li se piše, prevodi ili objavljuje.

Zaključak

Ograničeni konteksti temeljni su koncept u dizajnu vođenom domenom. Razumijevanjem i učinkovitom primjenom ograničenih konteksta, možete izgraditi složene, skalabilne i održive softverske sustave koji su usklađeni s poslovnim potrebama. Ne zaboravite pažljivo razmotriti odnose između svojih ograničenih konteksta i odabrati odgovarajuće integracijske obrasce. Izbjegavajte uobičajene zamke i anti-obrasce i bit ćete na dobrom putu da ovladate dizajnom vođenim domenom.

Praktični uvidi

1. Počnite s malim: Ne pokušavajte definirati sve svoje ograničene kontekste odjednom. Počnite s najvažnijim područjima domene i iterirajte kako saznajete više.
2. Surađujte sa stručnjacima za domenu: Uključite stručnjake za domenu tijekom cijelog procesa kako biste osigurali da vaši ograničeni konteksti točno odražavaju poslovnu domenu.
3. Vizualizirajte svoju mapu konteksta: Koristite mapu konteksta za komunikaciju odnosa između vaših ograničenih konteksta s razvojnim timom i dionicima.
4. Refaktorirajte kontinuirano: Nemojte se bojati refaktorirati svoje ograničene kontekste kako se vaše razumijevanje domene razvija.
5. Prihvatite promjene: Ograničeni konteksti nisu uklesani u kamen. Trebali bi se prilagođavati promjenjivim poslovnim potrebama i tehnološkom napretku.