微服務之使用領域事件
稍微回想一下計算機硬體的工作原理我們便不難發現，整個計算機的工作過程其實就是一個對事件的處理過程。當你點選滑鼠、敲擊鍵盤或者插上U盤時，計算機便以中斷的形式處理各種外部事件。在軟體開發領域，事件驅動架構（Event Driven Architecture，EDA）早已被開發者用於各種實踐，典型的應用場景比如瀏覽器對使用者輸入的處理、訊息機制以及SOA。最近幾年重新進入開發者視野的響應式程式設計（Reactive Programming）更是將事件作為該程式設計模型中的一等公民。可見，“事件”這個概念一直在電腦科學領域中扮演著重要的角色。
認識領域事件
領域事件（Domain Events）是領域驅動設計（Domain Driven Design，DDD）中的一個概念，用於捕獲我們所建模的領域中所發生過的事情。領域事件本身也作為通用語言（Ubiquitous Language）的一部分成為包括領域專家在內的所有專案成員的交流用語。比如，在使用者註冊過程中，我們可能會說“當用戶註冊成功之後，傳送一封歡迎郵件給客戶。”，此時的“使用者已經註冊”便是一個領域事件。
當然，並不是所有發生過的事情都可以成為領域事件。一個領域事件必須對業務有價值，有助於形成完整的業務閉環，也即一個領域事件將導致進一步的業務操作。舉個咖啡廳建模的例子，當客戶來到前臺時將產生“客戶已到達”的事件，如果你關注的是客戶接待，比如需要為客戶預留位置等，那麼此時的“客戶已到達”便是一個典型的領域事件，因為它將用於觸發下一步——“預留位置”操作；但是如果你建模的是咖啡結賬系統，那麼此時的“客戶已到達”便沒有多大存在的必要——你不可能在使用者到達時就立即向客戶要錢對吧，而”客戶已下單“才是對結賬系統有用的事件。
在微服務（Microservices）架構實踐中，人們大量地借用了DDD中的概念和技術，比如一個微服務應該對應DDD中的一個限界上下文（Bounded Context）；在微服務設計中應該首先識別出DDD中的聚合根（Aggregate Root）；還有在微服務之間整合時採用DDD中的防腐層（Anti-Corruption Layer, ACL）；我們甚至可以說DDD和微服務有著天生的默契。更多有關DDD的內容，請參考筆者的另一篇文章或參考《領域驅動設計》及《實現領域驅動設計》。
在DDD中有一條原則：一個業務用例對應一個事務，一個事務對應一個聚合根，也即在一次事務中，只能對一個聚合根進行操作。但是在實際應用中，我們經常發現一個用例需要修改多個聚合根的情況，並且不同的聚合根還處於不同的限界上下文中。比如，當你在電商網站上買了東西之後，你的積分會相應增加。這裡的購買行為可能被建模為一個訂單（Order）物件，而積分可以建模成賬戶（Account）物件的某個屬性，訂單和賬戶均為聚合根，並且分別屬於訂單系統和賬戶系統。顯然，我們需要在訂單和積分之間維護資料一致性，然而在同一個事務中同時更新兩者又違背了DDD設計原則，並且此時需要在兩個不同的系統之間採用重量級的
總的來說，領域事件給我們帶來以下好處：
- 解耦微服務（限界上下文）
- 幫助我們深入理解領域模型
- 提供審計和報告的資料來源
還是以上面的電商網站為例，當用戶下單之後，訂單系統將發出一個“使用者已下單”的領域事件，併發布到訊息系統中，此時下單便完成了。賬戶系統訂閱了訊息系統中的“使用者已下單”事件，當事件到達時進行處理，提取事件中的訂單資訊，再呼叫自身的積分引擎（也有可能是另一個微服務）計算積分，最後更新使用者積分。可以看到，此時的訂單系統在傳送了事件之後，整個用例操作便結束了，根本不用關心是誰收到了事件或者對事件做了什麼處理。事件的消費方可以是賬戶系統，也可以是任何一個對事件感興趣的第三方，比如物流系統。由此，各個微服務之間的耦合關係便解開了。值得注意的一點是，此時各個微服務之間不再是強一致性，而是基於事件的最終一致性。
事件風暴（Event Storming）
事件風暴是一項團隊活動，旨在通過領域事件識別出聚合根，進而劃分微服務的限界上下文。在活動中，團隊先通過頭腦風暴的形式羅列出領域中所有的領域事件，整合之後形成最終的領域事件集合，然後對於每一個事件，標註出導致該事件的命令（Command），再然後為每個事件標註出命令發起方的角色，命令可以是使用者發起，也可以是第三方系統呼叫或者是定時器觸發等。最後對事件進行分類整理出聚合根以及限界上下文。事件風暴還有一個額外的好處是可以加深參與人員對領域的認識。需要注意的是，在事件風暴活動中，領域專家是必須在場的。更多有關事件風暴的內容，請參考這裡。
建立領域事件
領域事件應該回答“什麼人什麼時候做了什麼事情”這樣的問題，在實際編碼中，可以考慮採用層超型別(Layer Supertype)來包含事件的某些共有屬性：
public abstract class Event {
private final UUID id;
private final DateTime createdTime;
public Event() {
this.id = UUID.randomUUID();
this.createdTime = new DateTime();
}
}
可以看到，領域事件還包含了ID，但是該ID並不是實體（Entity）層面的ID概念，而是主要用於事件追溯和日誌。另外，由於領域事件描述的是過去發生的事情，我們應該將領域事件建模成不可變的（Immutable）。從DDD概念上講，領域事件更像一種特殊的值物件（Value Object）。對於上文中提到的咖啡廳例子，建立“客戶已到達”事件如下：
public final class CustomerArrivedEvent extends Event {
private final int customerNumber;
public CustomerArrivedEvent(int customerNumber) {
super();
this.customerNumber = customerNumber;
}
}
在這個CustomerArrivedEvent事件中，除了繼承自Event的屬性外，還自定義了一個與該事件密切關聯的業務屬性——客戶人數（customerNumber）——這樣後續操作便可預留相應數目的座位了。另外，我們將所有屬性以及CustomerArrivedEvent本身都宣告成了final，並且不向外暴露任何可能修改這些屬性的方法，這樣便保證了事件的不變性。
釋出領域事件
在使用領域事件時，我們通常採用“釋出-訂閱”的方式來整合不同的模組或系統。在單個微服務內部，我們可以使用領域事件來整合不同的功能元件，比如在上文中提到的“使用者註冊之後向用戶傳送歡迎郵件”的例子中，註冊元件發出一個事件，郵件傳送元件接收到該事件後向使用者傳送郵件。
在微服務內部使用領域事件時，我們不一定非得引入訊息中介軟體（比如ActiveMQ等）。還是以上面的“註冊後傳送歡迎郵件”為例，註冊行為和傳送郵件行為雖然通過領域事件整合，但是他們依然發生在同一個執行緒中，並且是同步的。另外需要注意的是，在限界上下文之內使用領域事件時，我們依然需要遵循“一個事務只更新一個聚合根”的原則，違反之往往意味著我們對聚合根的拆分是錯的。即便確實存在這樣的情況，也應該通過非同步的方式（此時需要引入訊息中介軟體）對不同的聚合根採用不同的事務，此時可以考慮使用後臺任務。
除了用於微服務的內部，領域事件更多的是被用於整合不同的微服務，如上文中的“電商訂單”例子。
通常，領域事件產生於領域物件中，或者更準確的說是產生於聚合根中。在具體編碼實現時，有多種方式可用於釋出領域事件。
一種直接的方式是在聚合根中直接呼叫釋出事件的Service物件。以上文中的“電商訂單”為例，當建立訂單時，釋出“訂單已建立”領域事件。此時可以考慮在訂單物件的建構函式中釋出事件：
public class Order {
public Order(EventPublisher eventPublisher) {
//create order
//…
eventPublisher.publish(new OrderPlacedEvent());
}
}
注：為了把焦點集中在事件釋出上，我們對Order物件做了簡化，Order物件本身在實際編碼中不具備參考性。
可以看到，為了釋出OrderPlacedEvent事件，我們需要將Service物件EventPublisher傳入，這顯然是一種API汙染，即Order作為一個領域物件只需要關注和業務相關的資料，而不是諸如EventPublisher這樣的基礎設施物件。 另一種方法是由NServiceBus的創始人Udi Dahan提出來的，即在領域物件中通過呼叫EventPublisher上的靜態方法釋出領域事件：
public class Order {
public Order() {
//create order
//...
EventPublisher.publish(new OrderPlacedEvent());
}
}
這種方法雖然避免了API汙染，但是這裡的publish()靜態方法將產生副作用，對Order物件的測試帶來了難處。此時，我們可以採用“在聚合根中臨時儲存領域事件”的方式予以改進：
public class Order {
private List<Event> events;
public Order() {
//create order
//...
events.add(new OrderPlacedEvent());
}
public List<Event> getEvents() {
return events;
}
public void clearEvents() {
events.clear();
}
} 在測試Order物件時，我們便你可以通過驗證events集合保證Order物件在建立時的確釋出了OrderPlacedEvent事件：
@Test
public void shouldPublishEventWhenCreateOrder() {
Order order = new Order();
List<Event> events = order.getEvents();
assertEquals(1, events.size());
Event event = events.get(0);
assertTrue(event instanceof OrderPlacedEvent);
}
在這種方式中，聚合根對領域事件的儲存只能是臨時的，在對該聚合根操作完成之後，我們應該將領域事件釋出出去並及時清空events集合。可以考慮在持久化聚合根時進行這樣的操作，在DDD中即為資源庫（Repository）：
public class OrderRepository {
private EventPublisher eventPublisher;
public void save(Order order) {
//save the order
//...
List<Event> events = order.getEvents();
events.forEach(event -> eventPublisher.publish(event));
order.clearEvents();
}
}除此之外，還有一種與“臨時儲存領域事件”相似的做法是“在聚合根方法中直接返回領域事件”，然後在Repository中進行釋出。這種方式依然有很好的可測性，並且開發人員不用手動清空先前的事件集合，不過還是得記住在Repository中將事件釋出出去。另外，這種方式不適合建立聚合根的場景，因為此時的建立過程既要返回聚合根本身，又要返回領域事件。
這種方式也有不好的地方，比如它要求開發人員在每次更新聚合根時都必須記得清空events集合，忘記這麼做將為程式帶來嚴重的bug。不過雖然如此，這依然是筆者比較推薦的方式。
業務操作和事件釋出的原子性
雖然在不同聚合根之間我們採用了基於領域事件的最終一致性，但是在業務操作和事件釋出之間我們依然需要採用強一致性，也即這兩者的發生應該是原子的，要麼全部成功，要麼全部失敗，否則最終一致性根本無從談起。以上文中“訂單積分”為例，如果客戶下單成功，但是事件傳送失敗，下游的賬戶系統便拿不到事件，導致最終客戶的積分並不增加。
要保證業務操作和事件釋出之間的原子性，最直接的方法便是採用XA事務，比如Java中的JTA，這種方式由於其重量級並不被人們所看好。但是，對於一些對效能要求不那麼高的系統，這種方式未嘗不是一個選擇。一些開發框架已經能夠支援獨立於應用伺服器的XA事務管理器（如Atomikos 和Bitronix），比如Spring Boot作為一個微服務框架便提供了對Atomikos和Bitronix的支援。
如果JTA不是你的選項，那麼可以考慮採用事件表的方式。這種方式首先將事件儲存到聚合根所在的資料庫中，由於事件表和聚合根表同屬一個數據庫，整個過程只需要一個本地事務就能完成。然後，在一個單獨的後臺任務中讀取事件表中未釋出的事件，再將事件釋出到訊息中介軟體中。
這種方式需要注意兩個問題，第一個是由於釋出了事件之後需要將表中的事件標記成“已釋出”狀態，即依然涉及到對資料庫的操作，因此釋出事件和標記“已釋出”之間需要原子性。當然，此時依舊可以採用XA事務，但是這違背了採用事件表的初衷。一種解決方法是將事件的消費方建立成冪等的，即消費方可以多次消費同一個事件。這個過程大致為：整個過程中事件傳送和資料庫更新採用各自的事務管理，此時有可能發生的情況是事件傳送成功而資料庫更新失敗，這樣在下一次事件釋出操作中，由於先前釋出過的事件在資料庫中依然是“未釋出”狀態，該事件將被重新發布到訊息系統中，導致事件重複，但由於事件的消費方是冪等的，因此事件重複不會存在問題。
另外一個需要注意的問題是持久化機制的選擇。其實對於DDD中的聚合根來說，NoSQL是相比於關係型資料庫更合適的選擇，比如用MongoDB的Document儲存聚合根便是種很自然的方式。但是多數NoSQL是不支援ACID的，也就是說不能保證聚合更新和事件釋出之間的原子性。還好，關係型資料庫也在向NoSQL方向發展，比如新版本的PostgreSQL(版本9.4)和MySQL（版本5.7）已經能夠提供具備NoSQL特徵的JSON儲存和基於JSON的查詢。此時，我們可以考慮將聚合根序列化成JSON格式的資料進行儲存，從而避免了使用重量級的ORM工具，又可以在多個數據之間保證ACID，何樂而不為？
總結
領域事件主要用於解耦微服務，此時各個微服務之間將形成最終一致性。事件風暴活動有助於我們對微服務進行拆分，並且有助於我們深入瞭解某個領域。領域事件作為已經發生過的歷史資料，在建模時應該將其建立為不可變的特殊值物件。存在多種方式用於釋出領域事件，其中“在聚合中臨時儲存領域事件”的方式是值得推崇的。另外，我們需要考慮到聚合更新和事件釋出之間的原子性，可以考慮使用XA事務或者採用單獨的事件表。為了避免事件重複帶來的問題，最好的方式是將事件的消費方建立為冪等的。