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業(yè)務復雜度治理方法論--十年系統(tǒng)設計經(jīng)驗總結

京東云 ? 來源:jf_75140285 ? 作者:jf_75140285 ? 2024-09-05 14:11 ? 次閱讀

一、復雜度綜述

1、什么是復雜度

軟件設計的核心在于降低復雜性。

--《軟件設計的哲學》

業(yè)界對于復雜度并沒有統(tǒng)一的定義,斯坦福教授John Ousterhout從認知負擔和工作量方面給出了一個復雜度量公式

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??

子模塊的復雜度cp乘以該模塊對應的開發(fā)時間權重值tp,累加后得到系統(tǒng)的整體復雜度C

這里的子模塊復雜度cp是一個經(jīng)驗值

需要注意:如果一個子系統(tǒng)特別復雜,但是很少使用及修改,也不會對整體復雜度造成太大影響。例:spring框架內(nèi)部代碼較為復雜,但由于幾乎不需要我們?nèi)プ儎樱詫ο到y(tǒng)的整體復雜度影響并不大

2、復雜度分類

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?

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本文主要面向業(yè)務復雜度的治理

3、業(yè)務復雜度高的影響

(1)研發(fā)成本高。需要花費更多的時間去理解、維護代碼;同樣的需求,可能需要要修改更多的工程和類

(2)穩(wěn)定性差。過高的業(yè)務復雜度,會導致系統(tǒng)難以理解甚至理解出現(xiàn)錯漏,改動代碼后極易出現(xiàn)“按下葫蘆起了瓢”的問題

二、業(yè)務系統(tǒng)復雜度高的常見原因

1、業(yè)務系統(tǒng)模塊多,關系復雜,互相依賴

比如一個電商業(yè)務,會包含商品、訂單、采購、庫存、財務等多個系統(tǒng),系統(tǒng)之間有各種各樣的依賴關系關系,如訂單系統(tǒng)依賴庫存充足才可以正常下單,采購依賴商品必須創(chuàng)建才可以發(fā)起采購;而系統(tǒng)內(nèi)部又可以劃分為多個子系統(tǒng),如訂單系統(tǒng)可以包含接單、營銷、會員等各個子系統(tǒng)

2、代碼晦澀,從代碼中很難找到關鍵信息

如下邊的業(yè)務處理代碼,不點進具體的方法,根本不知道做了什么:

    /**
     * 處理業(yè)務邏輯
     */
    public void handleBiz(){
        step1();
        step2();
        step3();
    }

再比如下邊的業(yè)務處理代碼,做了方法定義外的操作,開發(fā)者很容易遺漏重要信息

    /**
     * 轉換對象方法
     */
    public Po convert(Dto dto){
        Po po=new Po();
        po.field=dto.filed;
        //更新操作,不應該放到轉換方法里
        mapper.update(po);
        //調(diào)用rpc服務,不應該放到轉換方法里
        XXGateway.update(dto);
        return po;
    }

3、業(yè)務規(guī)則、流程變化多,變化頻繁

大量的變化造成花在系統(tǒng)上的時間增多,提升了開發(fā)時間權重;

繁雜的業(yè)務規(guī)則寫在代碼中,難以理解、梳理

?

?

三、降低業(yè)務復雜度的方法

1、抽象分治,分解復雜度

(1)領域拆分

將與核心概念有關的內(nèi)容抽取/合并,形成獨立的領域

a、實體類的系統(tǒng)。映射到物理實體,比如商品中心、用戶中心、地址服務等

b、流程類系統(tǒng)。映射到多個角色的串聯(lián)協(xié)調(diào)工作,比如供應鏈上單,審核類系統(tǒng)等

c、計算任務類系統(tǒng)。映射到虛擬計算機類及數(shù)據(jù)處理,比如搜索排序、推薦計算等

供應鏈領域化拆分例子:

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?

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?

(2)領域之內(nèi)拆分

01、變與不變拆分。將不易變化的系統(tǒng)能力拆分出來,上層適配各種業(yè)務邏輯,底層提供穩(wěn)定的能力單元。如營銷領域,將優(yōu)惠卡券這個不易變的內(nèi)容作為一個子系統(tǒng)來設計

?

02、場景隔離。如B/C隔離,B端業(yè)務復雜度較高,流量較小,更注重數(shù)據(jù)建模、可配置、可擴展;C端業(yè)務復雜度低,但是流量較大,更注重高性能、高可用

?

?

例:營銷領域進行【變與不變拆分】+【場景BC隔離】例子:

背景:營銷域即有面向商家的營銷資質(zhì)、營銷活動管理,又有面向C端用戶根據(jù)活動領紅包、優(yōu)惠券的高頻業(yè)務

其中,B端業(yè)務邏輯較復雜但請求量小,C端業(yè)務邏輯較簡單但請求量大

治理方案:【變與不變拆分】+【場景BC隔離】

建設營銷B端服務。提供面向商家的營銷活動管理,重心放在建設復雜的營銷活動模型、處理復雜的業(yè)務流程;

建設C端用戶系統(tǒng),提供面向C端客戶的領營銷資產(chǎn)、消費影響資產(chǎn)服務,重心放在高并發(fā)、高可用建設;

建設底層營銷資產(chǎn)管理服務。如卡券中心提供生成卡券、消費卡券、查詢卡券等基礎穩(wěn)定的服務。相對不易變化,不需要經(jīng)常迭代;

上層的服務根據(jù)不同的業(yè)務場景來決定把卡券發(fā)給誰、什么時候發(fā)、發(fā)多少,業(yè)務場景變化或者有新的場景時,經(jīng)常需要迭代

拆分架構如下圖:

?

??

?

例:庫存中心【變與不變拆分】例子

背景:

01、業(yè)務上。庫存業(yè)務面向的業(yè)務場景較多,如采購加庫存、銷售扣庫存,退貨加庫存等等;庫存扣減邏輯也較復雜,如一個sku下多個渠道按照優(yōu)先級扣減、一個sku有多個批次按照過期時間先后扣減等等;

02、技術上。為了提升性能,高頻操作場景會先操作redis緩存,再異步同步DB數(shù)據(jù)

治理方案:抽象業(yè)務+變與不變拆分

庫存操作業(yè)務可以抽象為:根據(jù)用戶條件、庫存劃分規(guī)則定位到需要操作的庫存記錄,按照庫存記錄對庫存進行操作

變與不變拆分: 01、DB庫存操作、Redis庫存操作建設為底層支撐能力,僅提供基礎的庫存加減能力,盡量保障其不變性,避免大幅度的改動影響所有業(yè)務 02、根據(jù)業(yè)務邏輯去定位庫存,這部分相對來說變化比較頻繁,由上游業(yè)務系統(tǒng)進行處理

庫存架構如下圖:

?

??

?

(3)子領域/系統(tǒng) 內(nèi)部拆分

01、代碼分層。確定每一層的分工;確定調(diào)用關系,不能跨層調(diào)用;如果下層能解決的復雜性問題,不要放到上層,如:外部接口調(diào)用失敗重試,不能放到服務層

常用的貧血模型分層例子:

?

??

核心思路:關注點分離、能力復用。各層職責:

?接入層:負責服務接入,包含日志打印、異常處理、參數(shù)檢查、權限檢查等接入層能力。該層不包含業(yè)務邏輯

    @Override
    public InsertDeptResponse insertDept(InsertDeptRequest request) {
        //入?yún)⒂涗?        log.error("insertDept request:{}",request);
        InsertDeptResponse response=null;
        String umpKey = XXX;
        Profiler.registerInfo(umpKey, true, true);
        try{
            
            //校驗入?yún)?,如果校驗不通過,checkParam方法會拋出參數(shù)校驗不通過異常
            checkParam(request);
            //權限校驗,如果校驗不通過,checkAuth方法會拋出權限校驗不通過異常
            checkAuth();
            //業(yè)務邏輯處理,內(nèi)部可能會拋出影響可用性的異常和不影響可用性的異常
            response=XXFacade.insertDept(request);
        }catch(BizRuntimeException ce){
            //不影響可用性的異常
            log.error("XXX");
            //組裝返回值
            response=XXX;
        }catch (Exception e) {
            //影響可用性的異常
            log.error("XXX");
            //組裝返回值
            response=XXX;
            Profiler.functionError(info);
        }
        log.error("insertDept response:{}",response);
        Profiler.registerInfoEnd(info);
        return response;
    }

?業(yè)務邏輯層:整體負責接口中的業(yè)務邏輯處理。主要進行各領域間的邏輯串聯(lián)、數(shù)據(jù)處理

?領域服務層:以某個核心概念為核心組件領域服務,如權限服務,將該領域相關能力進行收口,提供給上層可復用的能力

?數(shù)據(jù)層:負責與數(shù)據(jù)庫或者外部服務進行數(shù)據(jù)交互

02、自上而下的結構化分解。使用金字塔原理,將復雜邏輯進行結構化自上而下分解

例:供應鏈業(yè)務二維碼牌安裝服務治理

背景:供應鏈業(yè)務中,二維碼牌安裝服務流程特別復雜,理解與修改都很困難;流程中用到很多數(shù)據(jù),在不同方法中被重復獲取

治理方案:結構化抽象、分解業(yè)務流程

?

?

??

結構化分解后的流程:

?

?

??

拆分后主方法偽代碼:

public void setUp(){
    //參數(shù)檢查階段
    paramCheck();
    //初始化階段
    initData();
    //業(yè)務校驗階段
    businessCheck();
    //業(yè)務執(zhí)行階段
    businessExecute();
}

(4)方法邏輯拆分。職責單一、命名準確

方法隨意命名,尤其是做了與命名無關的事情,會極大的增加復雜度,影響閱讀者對代碼邏輯的理解

(5)系統(tǒng)合并

如果多個系統(tǒng)邏輯上耦合嚴重,改了一個模塊,另一些基本都要變動,考慮將這些系統(tǒng)合并

2、添加注釋,使代碼易懂

(1)代碼思路要通過注釋/自注釋標識出來

例:redis模式的庫存操作,在處理邏輯主方法中,較為清晰的標注了每一步核心邏輯

?

??

(2)注釋應當能提供代碼之外額外的信息

重視What和Why,而不只是代碼是如何實現(xiàn)的(How)

01、一些不那么直觀的代碼,可以附上原因

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??

?

02、設計思路,特別復雜的,可以考慮貼上設計方案的地址

?

??

3、配置化

(1)業(yè)務對象可配置

業(yè)務中用到的同類型對象特別多,使用硬編碼方式維護困難時,可以考慮抽象出可配置化的對象配置中心

如:商品中心,將商品抽象為sku,并提供名稱、價格、重量等可配置的屬性

(2)業(yè)務規(guī)則可配置

業(yè)務中規(guī)則部分特別復雜,可以考慮抽象出可配置化的規(guī)則配置中心

如:售賣策略配置,某sku在某業(yè)務線+某業(yè)務場景中,必須搭配某種前置sku,以XX價格進行售賣

業(yè)界有多種開源規(guī)則引擎,如Aviator、Drools、QLExpress等,不同的規(guī)則引擎在功能、性能、學習維護成本上有一定差異,需要根據(jù)自己的業(yè)務場景來進行選型

業(yè)務規(guī)則配置例子:

背景:物流能力中心項目中,要計算不同的倉類型、不同的資源類型(人員、場地、物資、車輛等)、不同履約時效的履約能力,每種場景接入的參數(shù)都不一樣,計算工時也不一樣,算法還經(jīng)常需要調(diào)整,如果使用硬編碼的方式,要對幾十種業(yè)務組合編寫業(yè)務邏輯,工作量大,維護困難

方案:引入規(guī)則引擎,實現(xiàn)業(yè)務規(guī)則可配置,提升開發(fā)、維護人效

?

?

??

?

(3)業(yè)務流程可配置

如果不同的業(yè)務場景,需要不同的執(zhí)行流程,可以考慮引入流程配置框架,如:一些業(yè)務場景,流程執(zhí)行順序為A-->B-->C,另外一些業(yè)務場景執(zhí)行順序為C-->B-->A,還有一些業(yè)務場景執(zhí)行順序為B-->A-->C。

注:流程配置框架相對比較復雜,更適合平臺/中臺建設,其他場景建議謹慎評估后再引入

流程配置框架的核心:流程編排+能力復用(插件化),前提是流程抽象?流程標準化

業(yè)界流程編排框架:阿里TMF、美團BPF、京東物流batrix

TMF2.0 配置流程:

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4、使用規(guī)范降低復雜度

本質(zhì)上,是做好約定,簡化思考。如:一個類命名為OrderDao,不需要看代碼,就可以很清晰的知道這是一個訂單數(shù)據(jù)處理的類

(1)代碼規(guī)范

如接口、類、方法等的命名

(2)架構層級規(guī)范

系統(tǒng)分層級。上層調(diào)用底層,避免底層直接調(diào)用上層,同層級盡量避免互相調(diào)用

例:物流百川三層架構,定義了系統(tǒng)層級,使系統(tǒng)交互有序

?

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?

四、業(yè)務復雜度優(yōu)化重構原則

1、小步快跑。每個迭代要能獨立交付,保障每次迭代充分驗證,更快看到重構效果

2、先寫后讀。通過雙寫,驗證新模型的可行性;通過數(shù)據(jù)一致性校驗后,再逐步遷移讀接口

3、先輕后重。先做簡單邏輯再做復雜邏輯。先遷移輕業(yè)務,有了經(jīng)驗后,再去遷移更復雜的重業(yè)務

審核編輯 黃宇

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