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整洁架构的正确之路
就在上周日，我在 GitHub 闲逛（就像我的大部分周日一样），偶然发现了一个非常受欢迎超过 10K 的提交量的仓库，我不打算说出名字。尽管我知道这个项目的技术栈，但对其代码还不太熟悉。里面不少功能被随机地扔在了一个名为 utils 或更糟糕的 helpers 目录下面。
大项目的陷阱是，随着时间的推移，它们会变得非常复杂，以至于重写比培养新人来理解代码然后修改要容易得多。
这使我想到了从实现层面谈整洁架构。这篇文章将包含一些 Go 代码，但不用担心，即使你不熟悉这门语言，要说的概念也是相当容易理解的。
什么是整洁架构？
简而言之，你会从使用整洁架构中获得以下好处。
数据库无关性：核心业务逻辑不用关心使用 Postgres、MongoDB 还是 Neo4J。
客户端接口无关性：核心业务逻辑不关心你是否使用 CLI、REST API，甚至是 gRPC。
框架无关性：使用 vanilla nodeJS、express、fastify？你的核心业务逻辑也不关心这些。
现在，如果你想更多了解整洁架构是如何工作的，你可以阅读 Bob 大叔的博客 (2)。现在，让我们展开一个整洁架构的示例实现，GitHub 可参看 (1)。
Clean-Architecture-Sample├── api│ ├── handler│ │ ├── admin.go│ │ └── user.go│ ├── main.go│ ├── middleware│ │ ├── auth.go│ │ └── cors.go│ └── views│ └── errors.go├── bin│ └── main├── config.json├── docker-compose.yml├── go.mod├── go.sum├── Makefile├── pkg│ ├── admin│ │ ├── entity.go│ │ ├── postgres.go│ │ ├── repository.go│ │ └── service.go│ ├── errors.go│ └── user│ ├── entity.go│ ├── postgres.go│ ├── repository.go│ └── service.go├── README.md实体
实体是可以通过函数实现的核心业务对象。用 MVC 术语来说，它们是整洁架构的模型层。所有的实体和服务都封装在 pkg 目录中。这其实就是我们要抽象出的东西，让它和其他部分分开。
如果你看一下 user 下面的 entity.go ，它看起来是这样的。
package user
import "github.com/jinzhu/gorm"
type User struct { gorm.Model FirstName string `json:"first_name,omitempty"` LastName string `json:"last_name,omitempty"` Password string `json:"password,omitempty"` PhoneNumber string `json:"phone_number,omitempty"` Email string `json:"email,omitempty"` Address string `json:"address,omitempty"` DisplayPic string `json:"display_pic,omitempty"`}pkg/user/entity.go
实体是在 Repository 接口中使用的，它可以用任何数据库实现。在本例中，我们在 postgres.go 中用 Postgres 实现了它，由于 Repository 可以用任何数据库实现，因此与所实现细节无关。
package user
import ( "context")
type Repository interface { FindByID(ctx context.Context, id uint) (*User, error)
BuildProfile(ctx context.Context, user *User) (*User, error)
CreateMinimal(ctx context.Context, email, password, phoneNumber string) (*User, error)
FindByEmailAndPassword(ctx context.Context, email, password string) (*User, error)
FindByEmail(ctx context.Context, email string) (*User, error)
DoesEmailExist(ctx context.Context, email string) (bool, error)
ChangePassword(ctx context.Context, email, password string) error}pkg/user/repository.go
Service
服务包括面向更高层次的业务逻辑功能的接口。例如，FindByID 可能是一个存储层函数，但 login 或 signup 则是服务层函数。服务是存储的抽象层，它们不与数据库交互，而是与存储的接口交互。
package user
import ( "context" "crypto/md5" "encoding/hex" "errors")
type Service interface { Register(ctx context.Context, email, password, phoneNumber string) (*User, error)
Login(ctx context.Context, email, password string) (*User, error)
ChangePassword(ctx context.Context, email, password string) error
BuildProfile(ctx context.Context, user *User) (*User, error)
GetUserProfile(ctx context.Context, email string) (*User, error)
IsValid(user *User) (bool, error)
GetRepo() Repository}
type service struct { repo Repository}
func NewService(r Repository) Service { return &service{ repo: r, }}
func (s *service) Register(ctx context.Context, email, password, phoneNumber string) (u *User, err error) {
exists, err := s.repo.DoesEmailExist(ctx, email) if err != nil { return nil, err } if exists { return nil, errors.New("User already exists") }
hasher := md5.New() hasher.Write([]byte(password))
return s.repo.CreateMinimal(ctx, email, hex.EncodeToString(hasher.Sum(nil)), phoneNumber)}
func (s *service) Login(ctx context.Context, email, password string) (u *User, err error) {
hasher := md5.New() hasher.Write([]byte(password)) return s.repo.FindByEmailAndPassword(ctx, email, hex.EncodeToString(hasher.Sum(nil)))}
func (s *service) ChangePassword(ctx context.Context, email, password string) (err error) {
hasher := md5.New() hasher.Write([]byte(password)) return s.repo.ChangePassword(ctx, email, hex.EncodeToString(hasher.Sum(nil)))}
func (s *service) BuildProfile(ctx context.Context, user *User) (u *User, err error) {
return s.repo.BuildProfile(ctx, user)}
func (s *service) GetUserProfile(ctx context.Context, email string) (u *User, err error) { return s.repo.FindByEmail(ctx, email)}
func (s *service) IsValid(user *User) (ok bool, err error) {
return ok, err}
func (s *service) GetRepo() Repository {
return s.repo}pkg/user/service.go
服务是在用户接口层面实现的。
接口适配器
每个用户接口都有独立的目录。在我们的例子中，因为我们用 API 作为接口，因此有一个叫 api 的目录。
现在，由于每个用户接口对请求的监听方式不同，所以接口适配器都有自己的 main.go 文件，其任务如下。
创建 Repository
在服务内的包装 repository
在 Handler 里面包装服务
在这里，Handler 程序只是 Request-Response 模型的用户接口实现。每个服务都有自己的 Handler 程序。参见 user.go
package handler
import ( "encoding/json" "net/http"
"github.com/L04DB4L4NC3R/jobs-mhrd/api/middleware" "github.com/L04DB4L4NC3R/jobs-mhrd/api/views" "github.com/L04DB4L4NC3R/jobs-mhrd/pkg/user" "github.com/dgrijalva/jwt-go" "github.com/spf13/viper")
func register(svc user.Service) http.Handler { return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { if r.Method != http.MethodPost { views.Wrap(views.ErrMethodNotAllowed, w) return }
var user user.User if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&user); err != nil { views.Wrap(err, w) return }
u, err := svc.Register(r.Context(), user.Email, user.Password, user.PhoneNumber) if err != nil { views.Wrap(err, w) return } w.WriteHeader(http.StatusCreated) token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, jwt.MapClaims{ "email": u.Email, "id": u.ID, "role": "user", }) tokenString, err := token.SignedString([]byte(viper.GetString("jwt_secret"))) if err != nil { views.Wrap(err, w) return } json.NewEncoder(w).Encode(map[string]interface{}{ "token": tokenString, "user": u, }) return })}
func login(svc user.Service) http.Handler { return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { if r.Method != http.MethodPost { views.Wrap(views.ErrMethodNotAllowed, w) return } var user user.User if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&user); err != nil { views.Wrap(err, w) return }
u, err := svc.Login(r.Context(), user.Email, user.Password) if err != nil { views.Wrap(err, w) return }
token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, jwt.MapClaims{ "email": u.Email, "id": u.ID, "role": "user", }) tokenString, err := token.SignedString([]byte(viper.GetString("jwt_secret"))) if err != nil { views.Wrap(err, w) return } json.NewEncoder(w).Encode(map[string]interface{}{ "token": tokenString, "user": u, }) return })}
func profile(svc user.Service) http.Handler { return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// @protected // @description build profile if r.Method == http.MethodPost { var user user.User if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&user); err != nil { views.Wrap(err, w) return }
claims, err := middleware.ValidateAndGetClaims(r.Context(), "user") if err != nil { views.Wrap(err, w) return } user.Email = claims["email"].(string) u, err := svc.BuildProfile(r.Context(), &user) if err != nil { views.Wrap(err, w) return }
json.NewEncoder(w).Encode(u) return } else if r.Method == http.MethodGet {
// @description view profile claims, err := middleware.ValidateAndGetClaims(r.Context(), "user") if err != nil { views.Wrap(err, w) return } u, err := svc.GetUserProfile(r.Context(), claims["email"].(string)) if err != nil { views.Wrap(err, w) return }
json.NewEncoder(w).Encode(map[string]interface{}{ "message": "User profile", "data": u, }) return } else { views.Wrap(views.ErrMethodNotAllowed, w) return } })}
func changePassword(svc user.Service) http.Handler { return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { if r.Method == http.MethodPost { var u user.User if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&u); err != nil { views.Wrap(err, w) return }
claims, err := middleware.ValidateAndGetClaims(r.Context(), "user") if err != nil { views.Wrap(err, w) return } if err := svc.ChangePassword(r.Context(), claims["email"].(string), u.Password); err != nil { views.Wrap(err, w) return } return } else { views.Wrap(views.ErrMethodNotAllowed, w) return } })}
// expose handlersfunc MakeUserHandler(r *http.ServeMux, svc user.Service) { r.Handle("/api/v1/user/ping", http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { w.WriteHeader(http.StatusOK) return })) r.Handle("/api/v1/user/register", register(svc)) r.Handle("/api/v1/user/login", login(svc)) r.Handle("/api/v1/user/profile", middleware.Validate(profile(svc))) r.Handle("/api/v1/user/pwd", middleware.Validate(changePassword(svc)))}错误处理
整洁架构中错误处理的基本原则如下。
仓库级错误应该是统一的，对于每个接口适配器来说，应该以不同的方式进行封装和实现。
这本质上的意思是，所有的数据库级错误都应该由用户接口以不同的方式来处理。例如，如果用户接口是一个 REST API，那么错误应该以 HTTP 状态码的形式表现出来，比如 500 错误。而如果是 CLI 方式，则应该以状态码 1 退出。
在整洁架构中，Repository 错误可以在 pkg 的根目录下，这样 Repository 函数就可以在控制流出现问题时调用它们，如下图所示。
package errors
import ( "errors")
var ( ErrNotFound = errors.New("Error: Document not found") ErrNoContent = errors.New("Error: Document not found") ErrInvalidSlug = errors.New("Error: Invalid slug") ErrExists = errors.New("Error: Document already exists") ErrDatabase = errors.New("Error: Database error") ErrUnauthorized = errors.New("Error: You are not allowed to perform this action") ErrForbidden = errors.New("Error: Access to this resource is forbidden"))pkg/errors.go
然后，同样的错误可以根据具体的用户界面来实现，最常见的是可以在 Handler 层面在 view 中进行封装，如下图所示。
package views
import ( "encoding/json" "errors" "net/http"
log "github.com/sirupsen/logrus"
pkg "github.com/L04DB4L4NC3R/jobs-mhrd/pkg")
type ErrView struct { Message string `json:"message"` Status int `json:"status"`}
var ( ErrMethodNotAllowed = errors.New("Error: Method is not allowed") ErrInvalidToken = errors.New("Error: Invalid Authorization token") ErrUserExists = errors.New("User already exists"))
var ErrHTTPStatusMap = map[string]int{ pkg.ErrNotFound.Error(): http.StatusNotFound, pkg.ErrInvalidSlug.Error(): http.StatusBadRequest, pkg.ErrExists.Error(): http.StatusConflict, pkg.ErrNoContent.Error(): http.StatusNotFound, pkg.ErrDatabase.Error(): http.StatusInternalServerError, pkg.ErrUnauthorized.Error(): http.StatusUnauthorized, pkg.ErrForbidden.Error(): http.StatusForbidden, ErrMethodNotAllowed.Error(): http.StatusMethodNotAllowed, ErrInvalidToken.Error(): http.StatusBadRequest, ErrUserExists.Error(): http.StatusConflict,}
func Wrap(err error, w http.ResponseWriter) { msg := err.Error() code := ErrHTTPStatusMap[msg]
// If error code is not found // like a default case if code == 0 { code = http.StatusInternalServerError }
w.WriteHeader(code)
errView := ErrView{ Message: msg, Status: code, } log.WithFields(log.Fields{ "message": msg, "code": code, }).Error("Error occurred")
json.NewEncoder(w).Encode(errView)}每个 Repository 级别的错误，或者其他的错误，都会被封装在一个 map 中，该 map 返回一个与相应的错误相对应的 HTTP 状态代码。
总结
整洁架构是一个很好的构造代码的方法，并可以忘记所有可能由于敏捷迭代或快速原型而产生的复杂问题。由于和数据库、用户界面，以及框架无关，整洁架构确实名副其实。
（小编注：看完本文，如果你还有些疑惑，建议阅读链接1项目代码后，再来结合文章看）
参考资料
(1) Clean Architecture Sample
https://github.com/L04DB4L4NC3R/clean-architecture-sample
(2) Clean Coder Blog
https://blog.cleancoder.com/uncle-bob/2012/08/13/the-clean-architecture.html
英文原文：
https://medium.com/gdg-vit/clean-architecture-the-right-way-d83b81ecac6
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