02.DDD 설계

Domain Driven Design

DDD & Micro Service

마이크로서비스 설계에서 도메인 주도 설계 활용

전략적 설계를 이용한 마이크로서비스 식별

• 마이크로서비스을 어떤 기준으로 분리할 것인가?

  • Bounded Context, Ubiquitous Language

• 서비스 간은 어떻게 연계할 것인가?

  • Context Mapping

• 어떤 이벤트에 의해 마이크로서비스는 서로 반응하는가?

  • Domain Event

참고 도서.

도메인 주도 설계 핵심

전술적 설계와 미이크로서비스 내부 설계

• 마이크로서비스 내부는 어떻게 설계 할 것인가?

  • Domain Model

참고 도서.

도메인 주도 개발 시작하기

도메인 주도 설계 첫걸음

도메인 주도 설계 철저 입문

도메인 주도 설계(전략적 설계)

구축해야 하는 소프트웨어와 시스템을 위해서는 문제를 이해

• Problem: 그 조직의 비즈니스 전략과 소프트웨어를 통해서 얻고자 하는 가치

• Business Domain: 기업의 주요 활동 영역, 회사가 제공하는 서비스

• Sub domain: 비즈니스 활동의 세분화된 영역, 제공하는 서비스 단위

  • ex. 회원, 고객, 상품, 주문, 배송..

Problem -> Business -> Domain -> Sub Domain

시스템에서 사용하는 모든 개념들이 비즈니스 도메인을 표현해야 한다.

.

Sub Domain

핵심(Core)

• 회사만의 차별성. 복잡성이 높지만 경쟁력 제공

• 핵심 인재 할당과 진보된 엔지니어링 기술 적용

• ex) 우버의 손님 매칭 서비스, 구글의 검색 순위 알고리즘 ..

일반(Generic)

• 모든 회사가 같은 방식으로 수행하는 비지니스 활동

• 복잡하고 구현하기 어려우나 주로 오픈 소스를 사용하고, 경쟁력을 제공하지는 않음

• ex) 인증, 권한 부여 ..

지원(Supporting)

• 회사 비지니스 지원 활동

• 간단한 기능으로 경쟁우위 제공하지 않음

• ex) CRUD, ETL

Ubiquitous Language

도메인 지식(멘탈 모델)을 코드로 구현하기 위해 여러 변환 과정을 거치는 대신 그대로 코드로 표현

• 도메인을 코드로 설명하기 위한 단일화된 체계

• 기술 용어 대신 유비쿼터스 언어를 사용

• 유비쿼터스 언어: 동의어와 같이 모호하지 않고, 정확하고 일관성있는 언어

  • ex. 정책 -> 규제 규칙 / 보험계약, 사용자 -> 방문자, 비회원, 회원

Domain Model

• 특정 도메인을 개념적으로 표현한 것

• 효과적인 모델은 그 목적을 달성하는 데 필요한 세부사항만 포함(목적에 필요한 정보만 제공)

  • ex. 지하철 노선도

• 모델은 본질적으로 추상화의 결과. 모델로 실세계의 복잡성을 관리

• 도메인 모델링: 유비쿼터스 언어로 비즈니스 도메인 모델 구축

Bounded Context (BC)

• BC는 유비쿼터스 언어(모델)의 일관성이 유지되는 경계

• 유비쿼터스 언어를 여러 개의 작은 언어로 나눈 다음, 각 언어를 적용할 수 있는 명시적인 bounded Context에 할당

  • 유비쿼터스 언어의 용어, 원칙, 비지니스 규칙은 해당 바운디드 컨텍스트 내에서만 일관성

  ├── Order
  │   └── Customer: 주문하는 사람 -> Buyer
  │
  ├── Accounting
  │   └── Customer: 시스템 고객 -> Member
  │
  ├── Delivery
  │   └── Customer: 배송 받는 사람 -> Recipient
  └── 

• BC는 컴포넌트 개발의 수명주기를 분리할 필요가 있거나 기능이 독립적으로 확장되어야 할 경우 세분화될 수 있음

• 각 BC의 수명 주기는 독립적

Sub Domain 과의 차이

• 하위 도메인은 비지니스 전략에 의해 정의되는 반면 바운디드 컨텍스트는 소프트웨어 엔지니어에 의해 설계

• 하위 도메인은 발견, 바운디드 컨텍스트는 설계

Context Mapping

• BC는 독립적으로 발전할 수 있지만 서로 상호작용을 해야 한다.

  • 각 BC는 접점이 있는데 이것이 contract

• BC의 연동/통합 : 각 바운디드 컨텍스트에서 작업하는 팀간의 관계를 의미

  • 협력형 패턴

    • 파트너십

    • 공유 영역

  • 공급자, 소비자 패턴

    • Supplier(Upstream) - Customer(Downstream)

    • 순응주의자(Conformist) 패턴: 힘의 균형은 상류에 존재

    • 충돌방지계층(ACL, Anti-Corruption Layer) 패턴: 하류가 이에 순응하지 않은 경우

    • OHS(Open Host Service) 패턴: 힘이 사용자 측에 있을 경우 제공자는 사용자를 보호하고 가능한 최고의 서비스를 제공

  • 분리형 노선

    • Separated Way

    • 커뮤니케이션의 어려움

    • 협력과 연동보다 특정 기능을 중복으로 두는 것이 더 저렴한 경우

도메인 주도 설계(전술적 설계)

Transaction Script Pattern

• 간단한 비지니스 로직 구현(절차 지향 스크립트), 데이터베이스 직접 접근

  • 단순하고 이해하기 쉬운 장점

  • 비즈니스 로직이 복잡할수록 트랜잭션 간 로직이 중복되기 쉽고, 중복 코드가 동기화되지 않으면 일 관성 없는 동작 발생

  • 코어 하위 도메인에는 적용하지 않는 것을 권장

• 대안으로 Active Record, Domain Model 패턴의 등장

db.Excute(@"UPDATE Users SET last_visit=@p1
WHERE user_id=@p2",vistedOn,userId);
db.Excute(@"INSERT INTO VisiteLog(user_id,visit_date)
VALUES(@p1,@p2)", userId,visitedOn);

Active Record Pattern

• Anemic Domain Model(빈약한 도메인 모델)

• 복잡한 자료 구조를 표현

  • 자료 구조 외에도 CRUD, ORM 연계 등 데이터 접근 로직 구현

    • 사용자 입력의 유효성을 검사하는 CRUD 작업 같은 간단한 비즈니즈 로직

  • 본질적으로는 DB 접근을 최적화하는 Transaction Script Pattern 유형

• Entity 에 약간의 비즈니스 로직을 포함해도 되지만, 대부분의 비지니스 로직과 흐름은 응용 서비스의 행위에 의해 처리

• 비즈니스 로직은 단순하지만 복잡한 자료 구조인 지원 하위 도메인, 일반 하위 도메인에 적합

User user = new User();
user.setName(userDetails.name);
user.setEmail(userDetails.email);
user.save();

Domain Model Pattern

전술적 도메인 주도 설계(Tactical Domain-Driven Design) 패턴 - 에반스

• 행위(behavior) + 자료구조(data)를 통해 비지니스 로직 구현

• POJO(Plain Old Java Object)로 구성

  • 복잡한 인프라, 기술적 관심사는 피하고 비즈니스 로직으로만 구성

• 응용 서비스에서는 대부분 업무 흐름 제어만 하며, 주요 비지니스 로직은 도메인 모델에 위임하여 처리

Aggregate Pattern

• 도메인 모델 패턴 적용 시 도메인 모델이 점점 복잡하고 비대해짐(Big ball of mud)

• 도메인 주도의 Aggregate 단위로 복잡성을 구분하여 관리하는 패턴

• 대부분 한개의 Entity(Aggregate Root)와 여러 개의 VO로 구성

VO(Value Object)

여러 개의 VO로 구성된 엔티티 예시

class Person {
  private PersonId id;
  private Name name;
  private PhoneNumber landline;
  private PhoneNumber mobile;
  private EmailAddress email;
  private Height height;
  private CountryCode country;

  public Person(...) {}
}

VO 예시

class PhoneNumber {
  String number;

  public PhoneNumber(...) {
    // validate phone number
  }
}

• VO는 고유의 식별자를 가지지 않고, 개념적으로 완전한 하나를 표현

• 상태를 변경할 수 없고, 단순히 값만을 갖는 읽기 전용 불변(immutable) 객체

  • 객체 변경 시 객체 자체를 완전히 교체

• 분산되기 쉬운 비즈니스 로직을 한 곳에 묶어주고 안전한 코드 작성

• 대부분의 경우에 적용 가능

  • 다른 객체(엔티티, VO)의 속성을 표현하는 요소로 사용

• 명료성 향상, 명확한 의도 전달, 유효성 검사, 비즈니스 로직 표현, 유비쿼터스 언어를 사용한 비즈니스 도메인 개념 표현에 대한 이점

Entity

class Person {
  public PersonId id;
  private Name name;
  
  public Person(PersonId id, Name name) {
    this.id = id;
    this.name = name;	
  }
}

• 도메인의 고유 개념 표현

• 다른 객체와 구별할 수 있는 식별자(고유 식별자)를 갖는 객체

• 주문에서 배송지 정보가 변경되어도 주문번호는 변경되지 않음

• 자신의 생명주기를 가짐

Aggregate

class Target {
  private UserId customer; // 다른 Aggregate는 식별자를 통해 참조
  private List<ProductId> products;
  private UserId assignAgent;
  private List<Message> messages; // 같은 Aggregate는 엔티티로 참조
}

• 관련 객체를 하나로 묶은 군집

• 데이터의 일관성을 보호하고, 데이터 변경 시 Aggregate 단위로 처리

• Aggregate Root(Entity)를 통해 Aggregate 내의 다른 Entity 및 VO 접근

• 데이터 변경의 단위, 트랜잭션 단위가 되는 연관된 객체 묶음

• 설계 시 고려사항

  • 하나의 Transaction에서는 하나의 Aggregate만 수정

    • Transaction 일관성과 성공 보장

  • 하나의 일을 잘 수행할 수 있도록 작게 설계

    • 성능 향상과 확장에 용이

  • 한 Aggregate에서 다른 Aggregate의 참조는 식별자(id)를 통해서만 참조

    • 하나의 Transaction 내에서 여러 Aggregate 수정 방지

  • 하나의 Transaction에서 여러 개의 Aggregate이 갱신되어야 하는 경우, 다른 Aggregate 갱신은 비동기 통신을 활용해서 결과적 일관성을 맞춰야 함

Domain Event

• 비지니스 도메인에서 일어난 이벤트를 설명하는 메시지('과거형'으로 명명)

• Aggregate의 퍼블릭 인터페이스의 일부, Aggregate는 자신의 Domain Event를 발행

Domain Service

• 특정 엔티티/VO에 속하지 않는 도메인 로직 또는 복수의 Aggregate 관련 비지니스 로직 제공

• 어떤 계산이나 분석을 위해 다양한 시스템 구성요소의 호출을 조율

• 상태가 없는 객체(stateless object)

Repository

• 도메인 모델의 영속성을 처리

• 도메인 모델을 사용하기 위해 Repository를 통해 도메인 객체를 조회한 후 도메인 객체의 기능 실행

• 도메인 객체(Aggregate)에 대한 생명주기, 즉 영속성 관리(등록, 조회, 수정, 삭제 시 Aggregate의 일관성 유지)

• Spring Data JPA Repository Interface

MSA Pattern

마이크로서비스 내부 구조 정의

• 전술적 패턴은 비즈니스 로직을 모델링하고 구현하는 다양한 방법

• 시스템을 구성하기 위해서는 비즈니스 로직 외에도 여러 기능들이 필요

  • 사용자와 상호작용(입/출력)

  • 다양한 저장소에 상태 저장

  • 외부 시스템과 연동

• 이런 필요에 이해 비즈니스 로직이 다른 구성요소에 흩어지기 쉬움

아키텍처 패턴은 코드의 구성 원칙을 도입하고 이들 사이의 명확한 경계를 제시

Layered architecture

• 고전적이고, 가장 대중적인 아키텍쳐

• 3 계층으로 구성

  • 1 계층: 프리젠테이션(MVC 컨트롤러에 속함)

  • 2 계층: 비즈니스 로직(가장 중요한 계층)

  • 3 계층: 데이터 액세스

  • 근접 레이어에만 접근 가능하고, Top-down 순방향으로 의존

• 레이어드 아키텍처는 비즈니스 로직과 데이터 접근 계층 간에 의존성이 존재

  • 비즈니스 로직 구현이 트랜잭션 스크립트, 엑티브 레코드인 경우 적합한 아키텍처

  • 하지만, 결국 데이터 액세스 계층에 비지니스 로직이 점점 몰리게 된다

  • 중요한 것(잘 변하지 않는 것, 비즈니스 로직)이 덜 중요한 것(가변적인 것, 기술)에 의존하여 변화에 대응할 수 없는 비유연성을 내포하는 문제가 발생

• 위 문제를 해결하기 위한 의존성 역전의 원칙(DIP)의 등장

  • 비즈니스 로직을 구현하는 상위 수준의 모듈은 하위 수준의 모듈에 의존해서는 안된다.

  • 인터페이스 활용: 비즈니스 로직은 데이터 엑세스 계층의 인터페이스를 정의

    • 비즈니스 로직은 인터페이스에 의존하고 데이터 액세스 계층은 인터페이스를 구현

Hexagonal Architecture

• port and adapter pattern

  • 외부 영역: 프레젠테이션, 데이터 접근

  • 내부 영역: 응용, 비즈니스 로직

• 외부 영역의 어댑터가 다양하게 변경됨으로 가변성을 수용

• 비즈니스 로직 구현을 도메인 모델 패턴으로 한 경우 적합

Hexagonal Micro Service Architecture

• 내부 영역과 외부 영역을 분리하여 구성

• 내부 영역 구성

  • 응용 서비스 클래스(유스케이스 흐름 처리)

  • POJO 중심의 도메인 모델(비즈니스 로직)

  • 데이터 처리 I/F (Repository)

• 외부 영역 구성

  • 기술 가변성을 수용한 어댑터 클래스

  • 데이터 처리 구현

  • API 발행, 통신 구현

  • 이벤트 전송 및 리스너

CQRS

• Command Query Responsibility Segregation

  • Command Model: 비즈니스 로직 구현, 강력한 일관성

  • Query Model: 읽기 모델(인메모리 캐시, 일반 파일, materialized view, 읽기 전용)

• 모델별 저장소 동기화 필요: 동기(동시 쓰기)/비동기식(MessageQueue)

• 확장 가능, 읽기 성능 향상, 다양한 저장소 활용 가능한 장점

Event-Driven Architecture

• 이벤트를 생산하는 모듈과 이벤트에 대응하는 모듈을 분리하고 상호 독립적으로 동작하여 병렬 처리를 촉진

• 발신자와 수신자를 장소와 시간에서 쉽게 분리 가능

• 장점

  • 느슨한 결합으로 확장성, 수정 가능성, 내결함성에 많은 이점을 제공

• 단점

  • 부주의하게 적용 시 모노리스를 분산된 커다란 진흙 덩어리로 만들 수 있음

  • 로컬 복잡성: 개별 마이크로서비스의 복잡성

  • 글로벌 복잡성: 전체 시스템의 복잡성, 서비스 간의 상호작용과 의존성

• 고려해야 할 장애 상황

  • 네트워크 장애, 서버 장애, 이벤트 순서 꼬임, 이벤트 중복 등

  • 데이터 소실 처리

    • 큐에 전달 안됨, 전달되어도 큐가 다운됨 -> 이벤트 저장소 활용

    • 메시지를 꺼내 처리 전에 장애 발생 -> 클라이언트 확인 응답 모드 활용

    • 데이터 에러로 인해 메시지 저장 실패 -> ACID 트랜잭션 적용

비동기 관련 문제

• 데이터 처리는 정상이지만 이벤트가 전달되지 않았을 경우 일관성을 맞추기 위해 적용할 수 있는 방법들

데이터 처리와 이벤트 발행을 하나의 트랜잭션으로

Outbox Pattern 적용

서비스가 외부 시스템이나 마이크로서비스와 통신할 때 직접 메시지를 보내는 대신 Outbox라는 데이터베이스 테이블에 이벤트나 메시지를 저장하고, 별도의 프로세스가 이 Outbox 테이블을 폴링하여 저장된 메시지를 읽고 외부 시스템으로 전송하는 방식

• 아웃박스라는 저장소에 도메인 이벤트를 저장

• 메시지 릴레이가 아웃박스에 있는 이벤트를 발행

Saga Pattern 적용

마이크로서비스들끼리 이벤트를 주고 받아 특정 마이크로서비스에서의 작업이 실패하면 이전까지의 작업이 완료된 마이크서비스들에게 보상(complemetary) 이벤트를 소싱함으로써 분산 환경에서 원자성(atomicity)을 보장하는 패턴

• 여러 트랜잭션에 걸쳐 있는 비즈니스 프로세스 처리 문제 해결

• 분산 트랜잭션의 일관성 보장: 보상 트랜잭션