認知篇：CQRS架構模式的本質-有解無憂

作者：京東科技倪新明

CQRS只是一種非常簡單的模式（pattern），CQRS本身并不是一種架構風格，和最終一致性/訊息/讀寫分離/事件溯源/DDD等沒有必然的聯系，它最大優勢是給我們帶來更多的架構屬性選擇

1 CQRS 本質

1.1 CQS：命令和查詢分離

命令和查詢分離，Command and Query Segregation，其核心思想是在任何一個物件的方法可以劃分為兩類

?查詢：獲取資料，回傳查詢資料，但不改變資料狀態 ?命令：改變資料狀態，不回傳任何資料

基于CQS的思想，任何一個方法都可以拆分為命令和查詢兩部分：

private int origin = 0;
private int add(int value)
{
    origin += value;
    return origin;
}

上述方法既改變了資料，又回傳了資料狀態，如果按照CQS的思想，則該方法可以拆成Command和Query兩部分，如下：

private void add(int value)
{
    origin += value;
}
private int queryValue()
{
    return origin;
}

是否嚴格遵循上述約定存在爭議，對于命令側是否回傳資料實際業務訴求中并不一定能夠完全統一，比如：

?"出堆疊" 操作同時改變堆疊狀態和回傳資料 ?某些業務場景下可能會有回傳業務主鍵的訴求，比如下單操作回傳訂單號

1.2 CQRS：命令和查詢職責分離

Command and Query Responsibility Segregation，即命令查詢職責分離，由Greg Young提出，CQRS在CQS基礎之上，將分離的級別從代碼方法級別擴展到物件級別，CQRS 模式的應用非常簡單，如下圖所示

假設我們的服務為 OrderService，在非CQRS模式下同時包含了查詢和更新服務介面：

public class OrderService {
   //  根據id查詢訂單
    Order getOrder(OrderId)
    // 查詢已支付訂單
    List<Order> getPayedOrders()
    // 下單
    void placeOrder(Order)
    // 取消訂單
    void cancelOrder(OrderId) 
}

應用CQRS模式之后的OrderService被拆分成了兩個介面，分別承擔查詢和寫職責：

/**
命令側服務
*/
public class OrderService {
    void placeOrder(PlaceOrderCommand command)
    void cancelOrder(CancelOrderCommand command)
}
/**
 查詢服務
*/
public class OrderQueryService{
    Order GetOrder(OrderId)
    List<Order> getPayedOrders()
}

以上這種簡單的分離就是CQRS模式的全部了，是不是非常簡單？確實，單純的看，CQRS的確就是這么簡單，

CQRS最大優勢就是基于這種職責分離能帶給我們更多的架構屬性選擇，

?“查詢” 和 “命令” 兩側進行獨立部署以獲取更好的伸縮性 ?“查詢” 和 “命令” 兩側獨立架構設計 ?“查詢” 和 “命令”兩側進行獨立資料模型設計

基于CQRS，我們可以衍生出更多的架構屬性，結合實際的業務場景，進行差異化的架構設計，

團隊引入CQRS模式之后，往往不僅僅是簡單的在類的職責層面對讀寫進行分離，一般會采用更為復雜的應用架構風格，如下是典型的CQRS架構風格：

?命令側：命令側引入命令總線以支持對不同命令的靈活路由；突出領域模型的應用 ?查詢側：引入查詢總線對查詢請求進行路由；請求鏈路一般直接連接到存盤層，實作不同的定制化查詢需求

2 CQRS迷思

2.1 資料模型是否要分離

CQRS強調命令和查詢的職責分離，但在底層的資料模型層面，CQRS并沒有進行強制限定，即采用CQRS模式并沒有要求必須要進行資料模型的分離，是否要進行模型分離開發人員需要具體情況具體分析，

?分離模型：查詢側和寫側模型不互相干擾，各自在應用層的實作復雜度比較低，但由于模型的分離，命令側和查詢側的資料一致性需要納入考慮范圍 ?不分離：不需要考慮資料一致性問題，但由于查詢側和寫側對模型的訴求可能不一致，模型的設計往往需要折衷考慮，

2.2 CQRS 和訊息模式

CQRS和訊息模式沒有必然聯系，落地CQRS 并不一定需要使用訊息模式，

如果我們采用了CQRS模式，但是命令和查詢兩側底層所依賴的資料模型并未分離，而是基于共享的資料存盤和資料模型，命令和查詢之間不需要額外的互動，命令側的資料更新對查詢側實時可見，在這種架構模式下，兩側基于共享的資料已經天然的集成在一起，不需要額外機制進行通信，自然也無需引入訊息了，如果我們采用CQRS模式，并且命令和查詢兩側進行了資料模型的分離，二者各自依賴獨立的資料模型，同時，資料存盤也分開部署，命令側負責資料的更新，而查詢側只負責資料的查詢，如何將資料的更新及時同步到查詢側是需要解決的問題，在這種架構模式下，使用訊息模式作為兩側的通信機制是個不錯的選擇，當然，這并不是唯一的選項，

2.3 CQRS 和 ES（Event Sourcing, 事件溯源)

ES 并不是一個新的概念，在最早的金融系統中就已經應用，要了解ES，我們需要先看看傳統的資料存盤，在傳統應用中，資料庫例如MySQL（假設存盤介質是資料庫，）中存盤的始終是資料的最新的狀態，例如我們對某條用戶的資訊進行了多次的修改或編輯，然后保存將資料存盤到資料庫中，無論何時，資料庫中都會記錄最后的、最新的用戶狀態，我們只要根據id或其他資訊查詢資料庫中相應的記錄就能獲取該用戶的最新資訊，這是應用中典型的資料存盤特點，

當然，我們可以基于特定的資料模型設計以保存資料的更改記錄，

這種資料存盤模式的特點是簡單，不需要額外的維護復雜的設計，我們能夠非常容易的獲取最新的用戶資訊，但是不幸的是，我們丟失了歷史資訊，包括用戶的意圖資訊，而這些資訊則有助于我們進行資料回滾、用戶行為分析以及開發程序中的除錯等等，

在ES模式下，資料庫中存盤的不在是資料最新狀態，而是資料的變更記錄，更官方的說法是 “事件（Event）”，資料庫中存盤的資料變化的事件流，我們基于事件流可以對最新狀態進行重建，同時也可以便捷的重現任何歷史節點資料，ES需要解決大量事件的存盤和高效的實體重建問題，后續單獨的文章再介紹ES，

2.4 CQRS 和 Eventual Consistency（最終一致性）

最終一致性也常常在服務之間引入，最終一致性的目的是為了提高擴展性和可用性，

CQRS和最終一致性同樣沒有必然的聯系，往往采用CQRS后，查詢和命令兩側會采用獨立的資料模型，在這種架構模式下，命令側的資料變化后及時同步到查詢側，兩側資料并非實時，在一定的延時后兩側資料最終達成一致，

3 結語

CQRS的最大優勢在于通過將命令和查詢的職責分離，為架構師提供了更多的架構屬性選擇，我們可以在查詢側和命令側進行獨立的架構設計，物件級別的職責分離就是CQRS的全部了，但在實踐中涌現出了很多更為靈活也更為復雜的架構風格，比如總線的引入、資料模型的分離、一致性報這個策略、事件溯源等等，額外的組件或技術的引入必然導致復雜性和成本上升，這些選型的采納需要團隊的權衡，

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標籤：架構設計

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