你好,我是郑晔!

上一讲,我给你讲了 Moco 的设计,这是一个程序库级别的设计。除了开发一个程序库,在日常工作中,还有一种工作是程序员们非常熟悉的,就是开发一个应用。与之对应的设计就是应用设计。

也许你会说,应用设计不就是按照之前讲的 DDD 的方法,先通过事件风暴建立通用语言,然后,再找出子域和划分出限界上下文,最后,再按照模板找出各种对象吗?

是的,设计的基本过程确实是这样的。不过,DDD 的方法只能保证我们设计出一个可以接受的方案。如果你想有一个更有扩展性的设计方案,就需要多花一点时间去构建一个更好的模型

这一讲,我就以一个金融指数系统为例,给你讲一下如何更好地设计一个应用。

一个指数系统

在金融系统中,有一个概念叫指数,用来表示金融市场的活动,比如有股票指数、期货指数等等。比较著名的指数有道琼斯指数、标准普尔指数。这个世界上的指数多得数不胜数,每个金融机构都会有自己的指数,而且,它们还会不断推出新的指数。

那指数是怎么算出来的呢?如果以股票为例,就是获取一堆股票的价格,然后根据一个公式算出一个结果。比如,我们有一个公式,A0.2+B0.3+C*0.5,我们把公式里的数据部分称为指标,也就是公式中的 A、B、C,这个公式表示这三种指标分别占比20%、30%和50%。

这个公式就是三个不同的指标按照不同的占比进行求和。假设A指标的价格是5元、B指标是2元、C指标是1元,按照公式可以算出520%+230%+1*50%=2.1,这个算出来的2.1就是指数的值。

价格是实时变化的,而公式是固定的。指数在问世之初,我们需要不断调整这个公式里面各个指标的参数,以便能更好地反映市场的变化。问题来了,我们要怎样设计一个这样的指数系统呢?

一个不假思索的设计就是,针对一个具体的指数进行开发。我们就要把指数计算中涉及的各种数据实时取过来,然后根据设置的公式去做计算。

如果我们只有一个指数,这么做也许是可以接受的。但我们要开发的是一个指数系统,这意味着我们会有很多个指数。两个不同的指数可能会用到同样的指标,如果我们按照开发一个指数的方法,不同的指标数据要获取好多遍,从某种意义上来说,这就是一种重复。

所以,一个好的做法就是,先做职责划分,把不同职责的部分划分出来。正如我在这个专栏中一直说的,我们不能把各种不同的关注点混在一起,这是很多系统出问题的根源所在。

那从上面的需求描述中,我们可以把指数的计算过程分成两个部分:

这种拆分解决了前面设计中存在的问题,使得指标数据获取和公式计算分开了,同样的数据就可以用在多个公式中,数据的获取和公式的计算就不用同步进行了。

而且,把计算过程拆成了两个部分之后,我们就可以针对这两个部分,分别进行细化了:

既然我们把系统拆分成了两个部分,还有一个问题就是,如何把这两个部分连接起来。其实,指标数据获取部分的输出,就是公式计算部分的输入,那指标数据获取部分的输出是什么呢?

我们在前面分析过,指标数据获取要实时获取,无论采用轮询的方式,还是采用数据上报的方式。这种数据的特点就是,它有一个值,还有一个时间。正是因为这种特点,数据会形成一个序列,所以,我们将这种数据称为时序数据

指标数据获取部分的输出其实就是这种时序数据,只不过,针对每一种指标都会产生一个时序数据序列,而这些不同的时序数据也正是公式计算部分的输入。

既然是时序数据,也就有了时间的信息,我们的公式计算部分就可以根据时序数据的时间做一些处理了。比如,怎么判定一个指标不可用呢?如果判断一个指标最新的数据与当前时间的差值过大,我们就可以判断在这次计算中,该指标的数据不可用。

有了对于时序数据的认识,结合前面所说的数据获取和公式计算不再是同步进行的这一点,指标数据获取和公式计算两个部分就完全解耦了,二者之间可以只通过时序数据进行交互。

更上一层楼

现在,我们已经把数据获取和公式计算分成了两个部分,这应该是常规设计中都可以想到的。很多设计者做设计也可能就此打住,开始动手写代码了。但是,有时候我们还可以更进一步。

我们可以继续分析一下,看看还有什么可以进一步改进的地方。

我先问你一个问题,公式计算你打算怎么做?你可能会想,这难道不是业务人员给我什么样的公式,我就用写代码的方式把它实现出来吗?

这么做肯定是可以把公式实现出来,这一点是毋庸置疑的。但是,正如我前面所说,指数往往要经过一个调整的过程。因为业务人员自己也常常不确定设置的参数是否合理。

用写代码的方式实现公式,也就意味着,每次业务人员要调整一个参数,你都需要去改代码。在可以预见的未来,你的工作基本上都会与调整参数相关,而这件事一点技术含量都没有。

对我们程序员而言,一件事是不是有技术含量往往不取决于事情本身,而取决于我们怎么做它。换言之,问题是一样的,但不同的解决方案却会带来不同的效果。业务人员提出的是问题,解决方案是由技术人员给出的,千万别混淆问题和解决方案

当你可以预见一件事将来会很繁琐、会不断重复,而且会持续相当长的时间,这时候我们就需要重新审视我们的解决方案了。

最原始的解决方案是没有自动化的方案,对于任何一个系统而言,我们最好要知道没有自动化的时候,这个问题是如何解决的。这和我们前面说到的,理解一个模型来龙去脉的思路是一致的。

当然,我们现在大多数情况下接触的都是一个已经自动化的方案,但方案之间还是存在着差别。在自动化方案中,最原始的做法是开发人员自己修改代码的方案,这种做法会导致开发人员大量的时间投入,属于严重消耗时间的做法。

其次是开发人员修改配置,虽然这种做法只修改配置,但通常还会涉及到重新打包发布的过程,只能说它比修改代码要强一点。

比较好的做法是,业务人员修改配置,开发人员完全不参与其中。一方面,业务人员自己最知道自己想要什么;另一方面,没有开发人员的参与,反馈周期就缩短了。

虽然这几种方法在业务的角度是越来越好的,但在设计上,却是要求越来越高的。比起没有自动化的方案,自动化的方案需要投入一些力量去做设计。相比于修改代码,修改配置就意味着要留下扩展的接口。而能够做到让业务人员而不是开发人员修改配置,配置的接口就应该是一个业务的接口,比如,要有一个配置界面。

如果我们用这几个标准评估一下我们现在的方案,显然,我们现在的方案还处于开发人员修改代码的阶段,这说明我们还有向上努力的空间。不过,我们给出的只是一个衡量标准,并不意味着这个台阶要一步一步上,因为我们可以一步就提升到最高标准,一步到位给业务人员提供一个配置的接口。

问题来了,我们要给业务人员提供一个配置接口,它应该长啥样呢?

我们知道,这个指数设计的关键就是这个指数的公式。在前面的那个例子里面,它的公式是 A0.2+B0.3+C*0.5。如果我们能够让业务人员在配置接口上这样配置,问题就解决了。

在这里,A、B、C 分别代表一个指标,也就是说,我们只要能够让业务人员指定指标以及指定计算公式,剩下的问题就简单了,就是根据公式计算出相应的结果就好了。

说起来很简单,但怎么把A0.2+B0.3+C*0.5变成一个可执行的公式,对一些程序员来说,还是有一定难度的。解析文本执行这件事是编译原理的基本功,不过只要你能理解这里需要一点编译原理的知识就很可以了,如果欠缺知识,就去学习相关知识好了。

实际上,公式的解析是编译原理入门的知识,难度系数比设计一门程序设计语言要小多了。而且,现在有编译器前端的工具,比如,Java 世界的 Antlr,它可以直接生成对应的语法树结构,我们只要负责去编写对应的执行部分就好了。

也许你发现了,我们实际上已经构建出了一门 DSL,一门属于指数计算这个特定领域的外部 DSL。前面讲 DSL 的时候,我们就说过,把设计做到极致就可以构建出一门 DSL。在这里,我们也看到了,了解 DSL,实际上也给我们增添了一个可以前进的方向。

把公式构建出来之后,我们仔细分析,还会有一个有趣的发现。你可以想一下,公式计算的结果是什么?因为我们说,它是在利用多个指标的时序数据做计算,所以它得到的结果,其实也是一个时序数据。

这样,我们发现了另一个有趣的事,公式计算的得到其实也是一个指标。如此一来,公式计算的结果也可以作为另外一个公式的输入,形成更为复杂的复合公式。显然,由于复合公式的出现,这个系统的处理能力又上了一个台阶。

不知道你是否想起了什么,没错,它和设计模式中的组合模式如出一辙。你看,我们学习到的基础知识在这里都用上了。

虽然我们这里讨论的是一个金融中会用到的指数系统,但当我们把模型经过一番整理之后,你会发现它不仅仅局限于指数系统中。比如,如果你在开发的是一个物联网系统,上报上来的数据,往往也要经过一些计算和聚合,那这个模型显然也是适用的。

再比如,你开发了一个 APM(Application Performance Management,应用性能管理)类的应用,采集上来的数据往往也要经过一番计算再展示出来,这个模型同样适用。

所以,当我们可以构建出一个好的模型时,它本身就有着更大的适用范围。

总结时刻

今天,我通过一个指数系统的应用给你讲了一个应用的设计过程。在这里,你知道了想要做好设计,目标就不能局限于只把功能实现出来,而是我们要去不断发现可能存在的各种问题。

简言之,只要你认为会出现重复,它就是一个值得我们去思考解决的问题。

我还给你讲了如何衡量应用的设计水平,就是看它符合下面哪个标准:

程序员常常给人写代码,实现自动化,却常常忽略了自己工作中可以自动化的部分。作为一个懒惰的程序员,我们需要发现日常工作中繁琐的地方,让自己从低水平的重复中解脱出来。一件事是不是有技术含量往往不取决于事情本身,而取决于我们怎么做它

这两讲我们讲的都是怎么去设计一个新东西,但在实际工作中,有时候,我们还会面对一个既有的系统,这样的系统该如何改进呢?我们下一讲来谈。

如果今天的内容你只能记住一件事,那请记住:一个更好的设计从拒绝低水平重复开始,把工作做成有技术含量的事情

思考题

最后,我想请你回想一下,参照今天的内容,在你现在的工作中,有哪些可以从设计上改进的内容呢?欢迎在留言区分享你的想法。

感谢阅读,如果你觉得这一讲的内容对你有帮助的话,也欢迎把它分享给你的朋友。

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