PHP领域驱动设计（DDD）：聚合根、实体与值对象的实践与代码实现

PHP领域驱动设计（DDD）：聚合根、实体与值对象的实践与代码实现

大家好，今天我们来聊聊PHP领域驱动设计（DDD）中的核心概念：聚合根、实体与值对象。DDD是一种以领域为中心的软件开发方法，旨在解决复杂业务问题的软件设计。它强调业务专家和开发人员之间的紧密合作，以及对领域模型的深入理解。理解并正确使用聚合根、实体与值对象是应用DDD的关键。

1. 领域驱动设计（DDD）概述

在深入探讨聚合根、实体与值对象之前，我们先简要回顾一下DDD的核心思想。DDD主要关注以下几个方面：

• 领域（Domain）： 你所要解决的业务问题所在的领域，例如电商的商品管理、订单处理等。
• 限界上下文（Bounded Context）： 领域的一个特定范围，定义了模型适用的边界。在不同的限界上下文中，同一个概念可能具有不同的含义。
• 通用语言（Ubiquitous Language）： 一种领域专家和开发人员都理解的共同语言，用于消除歧义，促进交流。
• 领域模型（Domain Model）： 对领域知识的抽象和表示，是软件的核心。

DDD通过构建一个清晰、一致的领域模型，来指导软件的设计和实现，从而更好地应对复杂业务需求的变化。

2. 聚合根（Aggregate Root）

2.1 什么是聚合根？

聚合根是DDD中的一个核心概念，它是一个实体，作为一组相关实体和值对象的“领导者”或“入口点”。 聚合根负责维护自身以及其内部实体和值对象的一致性。 外部对象只能通过聚合根来访问和修改聚合内部的状态。 这保证了聚合内部数据的一致性，并简化了复杂对象的管理。

可以将聚合根看作是一个事务边界。对聚合根的操作应该是一个原子操作，要么全部成功，要么全部失败。

2.2 聚合根的职责：

• 维护聚合内部数据的一致性： 聚合根负责确保其内部的实体和值对象始终处于有效的状态。
• 提供对聚合内部的访问入口： 外部对象只能通过聚合根来访问和修改聚合内部的状态。
• 封装复杂的业务逻辑： 聚合根可以封装一些复杂的业务逻辑，隐藏内部实现的细节。
• 定义事务边界： 对聚合根的操作应该是一个原子操作，要么全部成功，要么全部失败。

2.3 如何选择聚合根？

选择聚合根是一个关键的设计决策。以下是一些选择聚合根的指导原则：

• 寻找事务边界： 哪些对象需要在一个事务中保持一致？
• 识别不变性规则： 哪些对象的不变性规则需要强制执行？
• 考虑业务流程： 业务流程通常围绕哪些对象展开？
• 避免过大的聚合： 过大的聚合会导致性能问题和并发问题。

2.4 聚合根的代码实现 (PHP):

假设我们有一个电商系统，其中订单是一个聚合根，订单项是订单的一部分。

<?php

// 值对象：价格
class Price
{
    private float $amount;
    private string $currency;

    public function __construct(float $amount, string $currency = 'USD')
    {
        if ($amount < 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Price amount cannot be negative.");
        }
        $this->amount = $amount;
        $this->currency = $currency;
    }

    public function getAmount(): float
    {
        return $this->amount;
    }

    public function getCurrency(): string
    {
        return $this->currency;
    }

    public function equals(Price $other): bool
    {
        return $this->amount === $other->getAmount() && $this->currency === $other->getCurrency();
    }

    public function __toString(): string
    {
        return $this->currency . ' ' . $this->amount;
    }
}

// 实体：订单项
class OrderItem
{
    private int $id;
    private string $productName;
    private int $quantity;
    private Price $price;

    public function __construct(int $id, string $productName, int $quantity, Price $price)
    {
        if ($quantity <= 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Quantity must be greater than zero.");
        }
        $this->id = $id;
        $this->productName = $productName;
        $this->quantity = $quantity;
        $this->price = $price;
    }

    public function getId(): int
    {
        return $this->id;
    }

    public function getProductName(): string
    {
        return $this->productName;
    }

    public function getQuantity(): int
    {
        return $this->quantity;
    }

    public function getPrice(): Price
    {
        return $this->price;
    }

    public function getTotalPrice(): Price
    {
        return new Price($this->price->getAmount() * $this->quantity, $this->price->getCurrency());
    }

    public function setQuantity(int $quantity): void
    {
        if ($quantity <= 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Quantity must be greater than zero.");
        }
        $this->quantity = $quantity;
    }
}

// 聚合根：订单
class Order
{
    private int $id;
    private string $orderNumber;
    private array $items = [];
    private string $status; // 例如：'pending', 'processing', 'shipped', 'completed'

    public function __construct(int $id, string $orderNumber)
    {
        $this->id = $id;
        $this->orderNumber = $orderNumber;
        $this->status = 'pending';
    }

    public function getId(): int
    {
        return $this->id;
    }

    public function getOrderNumber(): string
    {
        return $this->orderNumber;
    }

    public function getStatus(): string
    {
        return $this->status;
    }

    public function addItem(OrderItem $item): void
    {
        $this->items[] = $item;
    }

    public function removeItem(int $itemId): void
    {
        foreach ($this->items as $key => $item) {
            if ($item->getId() === $itemId) {
                unset($this->items[$key]);
                // Re-index the array to avoid gaps
                $this->items = array_values($this->items);
                return;
            }
        }
    }

    public function getItems(): array
    {
        return $this->items;
    }

    public function getTotalAmount(): Price
    {
        $total = 0.0;
        $currency = 'USD';  // 默认货币

        if (count($this->items) > 0) {
            $currency = $this->items[0]->getPrice()->getCurrency(); // 使用第一个商品的货币

            foreach ($this->items as $item) {
                // 确保所有商品使用相同的货币，否则抛出异常
                if ($item->getPrice()->getCurrency() !== $currency) {
                    throw new Exception("Order items must have the same currency.");
                }
                $total += $item->getTotalPrice()->getAmount();
            }
        }

        return new Price($total, $currency);
    }

    public function setStatus(string $status): void
    {
        $allowedStatuses = ['pending', 'processing', 'shipped', 'completed', 'cancelled'];
        if (!in_array($status, $allowedStatuses)) {
            throw new InvalidArgumentException("Invalid order status.");
        }
        $this->status = $status;
    }
}

// 示例用法
$order = new Order(1, 'ORD-20231027-001');
$price1 = new Price(10.00, 'USD');
$item1 = new OrderItem(1, 'Product A', 2, $price1);
$order->addItem($item1);

$price2 = new Price(25.50, 'USD');
$item2 = new OrderItem(2, 'Product B', 1, $price2);
$order->addItem($item2);

echo "Order ID: " . $order->getId() . PHP_EOL;
echo "Order Number: " . $order->getOrderNumber() . PHP_EOL;
echo "Total Amount: " . $order->getTotalAmount() . PHP_EOL; // 输出: Total Amount: USD 45.5
echo "Order Status: " . $order->getStatus() . PHP_EOL; // 输出: Order Status: pending

$order->setStatus('shipped');
echo "Order Status: " . $order->getStatus() . PHP_EOL; // 输出: Order Status: shipped
?>

代码解释：

• Price 是一个值对象，表示价格。它具有金额和货币属性。
• OrderItem 是一个实体，表示订单中的一个商品。它具有产品名称、数量和价格属性。
• Order 是一个聚合根，表示订单。它包含订单项的集合，并负责计算订单总金额。
• Order类提供了addItem 和 removeItem 方法来管理订单项，确保了订单内部数据的一致性。
• Order类还提供了 getTotalAmount 方法计算总金额，这是一个聚合根封装复杂业务逻辑的例子。
• Order类通过 setStatus 方法控制订单状态的变化，确保状态的有效性。

3. 实体（Entity）

3.1 什么是实体？

实体是在领域中具有唯一标识的对象。 它的生命周期贯穿整个应用，即使属性发生变化，身份依然不变。 实体通常具有可变的状态。

3.2 实体的特征：

• 具有唯一标识： 实体必须具有一个唯一的标识符，用于区分不同的实体。
• 具有可变的状态： 实体的状态可以随着时间的推移而改变。
• 具有生命周期： 实体在系统中具有生命周期，可以被创建、修改和删除。
• 通过标识来区分： 两个实体即使所有属性值都相同，如果它们的标识符不同，也被认为是不同的实体。

3.3 如何识别实体？

在领域模型中，实体通常代表那些具有重要业务含义，并且需要在系统中长期维护的对象。 例如，在电商系统中，User（用户）、Product（商品）、Order（订单）等都可以是实体。

3.4 实体的代码实现 (PHP):

沿用上面的例子, OrderItem 就是一个实体。 它具有 id 作为唯一标识符，并且具有可以改变的状态 (例如，可以设置数量)。

<?php

// 实体：订单项 (代码重复，仅为了完整性)
class OrderItem
{
    private int $id;
    private string $productName;
    private int $quantity;
    private Price $price;

    public function __construct(int $id, string $productName, int $quantity, Price $price)
    {
        if ($quantity <= 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Quantity must be greater than zero.");
        }
        $this->id = $id;
        $this->productName = $productName;
        $this->quantity = $quantity;
        $this->price = $price;
    }

    public function getId(): int
    {
        return $this->id;
    }

    public function getProductName(): string
    {
        return $this->productName;
    }

    public function getQuantity(): int
    {
        return $this->quantity;
    }

    public function getPrice(): Price
    {
        return $this->price;
    }

    public function getTotalPrice(): Price
    {
        return new Price($this->price->getAmount() * $this->quantity, $this->price->getCurrency());
    }

    public function setQuantity(int $quantity): void
    {
        if ($quantity <= 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Quantity must be greater than zero.");
        }
        $this->quantity = $quantity;
    }
}

// 示例
$price = new Price(10.00, 'USD');
$item1 = new OrderItem(1, 'Product A', 2, $price);
$item2 = new OrderItem(1, 'Product B', 3, $price); // 故意使用相同的 ID

// 即使名称和数量不同，但因为 ID 相同，在理论上，ORM或者数据库应该识别为同一个对象。
//  在内存中，这两个对象仍然是不同的实例。

echo "Item1 ID: " . $item1->getId() . PHP_EOL; // 输出: Item1 ID: 1
echo "Item2 ID: " . $item2->getId() . PHP_EOL; // 输出: Item2 ID: 1

$item1->setQuantity(5);
echo "Item1 Quantity: " . $item1->getQuantity() . PHP_EOL; // 输出: Item1 Quantity: 5
?>

代码解释：

• OrderItem 具有 id 属性作为唯一标识符。
• OrderItem 具有 quantity 属性，可以通过 setQuantity 方法进行修改。
• 即使创建了两个 OrderItem 对象，它们的 id 相同，那么它们在领域模型中被认为是同一个实体。

4. 值对象（Value Object）

4.1 什么是值对象？

值对象是领域中用于描述事物的一个方面，但它没有唯一标识。值对象通过其属性值来识别，而不是通过标识。值对象是不可变的，这意味着一旦创建，其属性值就不能被修改。 当属性值相同时，两个值对象被认为是相同的。

4.2 值对象的特征：

• 没有唯一标识： 值对象没有唯一的标识符。
• 不可变性： 值对象一旦创建，其属性值就不能被修改。
• 通过值来区分： 两个值对象如果所有属性值都相同，则被认为是相同的。
• 描述事物的属性： 值对象通常用于描述事物的属性，例如地址、颜色、货币等。

4.3 何时使用值对象？

当一个对象只关心它的属性值，而不关心它的身份时，应该使用值对象。 值对象通常用于表示一些简单的概念，例如颜色、货币、日期范围等。

4.4 值对象的代码实现 (PHP):

继续沿用上面的例子, Price 就是一个值对象。 它只关心金额和货币，不关心其身份。并且 Price 是不可变的。

<?php

// 值对象：价格 (代码重复，仅为了完整性)
class Price
{
    private float $amount;
    private string $currency;

    public function __construct(float $amount, string $currency = 'USD')
    {
        if ($amount < 0) {
            throw new InvalidArgumentException("Price amount cannot be negative.");
        }
        $this->amount = $amount;
        $this->currency = $currency;
    }

    public function getAmount(): float
    {
        return $this->amount;
    }

    public function getCurrency(): string
    {
        return $this->currency;
    }

    public function equals(Price $other): bool
    {
        return $this->amount === $other->getAmount() && $this->currency === $other->getCurrency();
    }

    public function __toString(): string
    {
        return $this->currency . ' ' . $this->amount;
    }
}

// 示例
$price1 = new Price(10.00, 'USD');
$price2 = new Price(10.00, 'USD');
$price3 = new Price(20.00, 'USD');

echo "Price1: " . $price1 . PHP_EOL; // 输出: Price1: USD 10
echo "Price2: " . $price2 . PHP_EOL; // 输出: Price2: USD 10
echo "Price3: " . $price3 . PHP_EOL; // 输出: Price3: USD 20

if ($price1->equals($price2)) {
    echo "Price1 and Price2 are equal." . PHP_EOL; // 输出: Price1 and Price2 are equal.
} else {
    echo "Price1 and Price2 are not equal." . PHP_EOL;
}

if ($price1->equals($price3)) {
    echo "Price1 and Price3 are equal." . PHP_EOL;
} else {
    echo "Price1 and Price3 are not equal." . PHP_EOL; // 输出: Price1 and Price3 are not equal.
}

// 尝试修改值对象 (实际上不能修改，应该返回一个新的值对象)
// $price1->amount = 15.00; // 报错：Cannot access private property Price::$amount

?>

代码解释：

• Price 没有 id 属性。
• Price 的属性是私有的，并且没有提供 setter 方法，因此它是不可变的。
• Price 实现了 equals 方法，用于比较两个 Price 对象是否相等。
• 如果两个 Price 对象的金额和货币都相同，那么它们被认为是相等的。

5. 聚合根、实体与值对象的区别

为了更好地理解这三个概念，我们用一个表格来总结它们的区别：

特征	聚合根	实体	值对象
唯一标识	有	有	无
可变性	可变	可变	不可变
身份识别	通过标识	通过标识	通过值
生命周期	具有生命周期	具有生命周期	通常生命周期较短
作用	作为聚合的入口点，维护聚合内部的一致性	代表领域中的一个对象，具有重要的业务含义	描述事物的属性，提供更丰富的语义
例子	订单、客户	订单项、商品、用户	价格、地址、颜色、日期范围

6. DDD实践中的一些建议

• 从小处着手： 不要试图一次性应用DDD到整个系统。可以选择一个复杂的业务领域开始，逐步扩展。
• 与领域专家紧密合作： 领域专家是DDD成功的关键。与他们密切合作，共同构建领域模型。
• 不断迭代： 领域模型是一个不断演化的过程。随着对领域的理解加深，不断调整和完善模型。
• 避免过度设计： DDD是一种强大的工具，但不要过度使用。对于简单的业务问题，可能不需要使用DDD。
• 关注通用语言： 确保团队使用统一的通用语言，避免歧义。

7. 聚合根、实体和值对象的重要性

聚合根、实体和值对象是DDD的核心构建块，它们帮助我们构建清晰、可维护的领域模型。 通过合理地使用这些概念，我们可以更好地理解业务问题，并将其转化为高质量的软件。

希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解PHP领域驱动设计中的聚合根、实体与值对象。 理解好这些概念是应用领域驱动设计的关键。 谢谢大家。