Чистая Архитектура: Недостижимый Идеал

Начало пути

В горах Тибета, в уединенном монастыре, жил молодой Ученик, стремящийся постичь глубины программирования и достичь гармонии в своём коде. Он мечтал создать приложение, которое отражало бы принципы Чистой Архитектуры. Однажды он решил обратиться к мудрому Мастеру за советом.

Ученик подошёл к Мастеру и спросил:

Ученик: "О, мудрый Мастер, я создал приложение для управления покупками. Моя архитектура чиста?"

Мастер: "Покажи мне своё творение, и мы вместе узнаем истину."
Ученик продемонстрировал свой код, где база данных и сценарий использования были объединены.

Код Ученика:

// app.ts
import sqlite3 from 'sqlite3';
import { open, Database } from 'sqlite';

interface Purchase {
  id: number;
  title: string;
  cost: number;
}

async function initializeDatabase(): Promise<Database> {
  const db = await open({
    filename: ':memory:',
    driver: sqlite3.Database,
  });

  await db.exec(`
    CREATE TABLE purchases (
      id INTEGER PRIMARY KEY,
      title TEXT,
      cost REAL
    )
  `);

  return db;
}

async function addPurchaseIfCan(db: Database, purchase: Purchase): Promise<void> {
  const { id, title, cost } = purchase;
  const row = await db.get<{ totalCost: number }>(
    `SELECT SUM(cost) as totalCost FROM purchases WHERE title = ?`,
    [title]
  );
  const totalCost = row?.totalCost || 0;
  const newTotalCost = totalCost + cost;

  if (newTotalCost < 99999) {
    await db.run(
      `INSERT INTO purchases (id, title, cost) VALUES (?, ?, ?)`,
      [id, title, cost]
    );
    console.log('Покупка успешно добавлена.');
  } else {
    console.log('Общая стоимость превышает 99999.');
  }
}

(async () => {
  const db = await initializeDatabase();
  await addPurchaseIfCan(db, { id: 3, title: 'рис', cost: 2 });
})();

Мастер, после изучения кода, задумчиво произнес:

Мастер: "Твой код подобен реке, где смешаны чистые и мутные воды. Бизнес-логика и детали переплетены. Чтобы достичь истинной чистоты архитектуры, раздели их, как небо и землю."

Первые шаги к чистой архитектуре

Поняв наставление, Ученик решил разделить код на уровни, выделяя базу данных и сценарий использования в отдельные модули. Он также ввёл интерфейсы, чтобы следовать принципу инверсии зависимостей, который является краеугольным камнем Чистой Архитектуры. Теперь addPurchaseIfCan будет зависеть от интерфейса, а не от конкретной реализации репозитория.

// app.ts
import { initializeDatabase } from './db/init';
import { PurchaseRepository } from './db/purchaseRepository';
import { addPurchaseIfCan } from './useCases/addPurchaseIfCan';

(async () => {
  const db = await initializeDatabase();
  const purchaseRepository = new PurchaseRepository(db);

  await addPurchaseIfCan(purchaseRepository, { id: 3, title: 'рис', cost: 2 });
})();

// useCases/addPurchaseIfCan.ts
import { IPurchaseRepository, Purchase } from './IPurchaseRepository';

export async function addPurchaseIfCan(
  purchaseRepository: IPurchaseRepository,
  purchase: Purchase
): Promise<void> {
  const { id, title, cost } = purchase;

  const totalCost = await purchaseRepository.getTotalCostByTitle(title);
  const newTotalCost = totalCost + cost;

  if (newTotalCost < 99999) {
    await purchaseRepository.add(purchase);
    console.log('Покупка успешно добавлена.');
  } else {
    console.log('Общая стоимость превышает 99999.');
  }
}

// useCases/IPurchaseRepository.ts
export interface IPurchaseRepository {
  add(purchase: Purchase): Promise<Purchase>;
  getTotalCostByTitle(title: string): Promise<number>;
}

export interface Purchase {
  id: number;
  title: string;
  cost: number;
}

// db/init.ts
import sqlite3 from 'sqlite3';
import { open, Database } from 'sqlite';

export async function initializeDatabase(): Promise<Database> {
  const db = await open({
    filename: ':memory:',
    driver: sqlite3.Database,
  });

  await db.exec(`
    CREATE TABLE purchases (
      id INTEGER PRIMARY KEY,
      title TEXT,
      cost REAL
    )
  `);

  return db;
}

// db/purchaseRepository.ts
import { Database } from 'sqlite';
import { IPurchaseRepository, Purchase } from 'useCases/IPurchaseRepository';

export class PurchaseRepository implements IPurchaseRepository {
  private db: Database;

  constructor(db: Database) {
    this.db = db;
  }

  async add(purchase: Purchase): Promise<Purchase> {
    const { id, title, cost } = purchase;
    await this.db.run(
      `INSERT INTO purchases (id, title, cost) VALUES (?, ?, ?)`,
      [id, title, cost]
    );
    return purchase;
  }

  async getTotalCostByTitle(title: string): Promise<number> {
    const row = await this.db.get<{ totalCost: number }>(
      `SELECT SUM(cost) as totalCost FROM purchases WHERE title = ?`,
      [title]
    );
    const totalCost = row?.totalCost || 0;
    return totalCost;
  }
}

Ученик вернулся к Мастеру и спросил:

Ученик: "Я разделил свой код на уровни, выделив базу данных и сценарий использования в отдельные модули, и использовал интерфейсы для репозитория. Моя архитектура стала чище?"

Мастер, глядя на код, ответил:

Мастер: "Ты сделал шаг вперёд, но вычисление totalCost всё ещё происходит в инфраструктурном слое. Однако totalCost относится больше к бизнес-логике твоего сценария использования. Перенеси это вычисление внутрь сценария использования, чтобы отделить бизнес-правила от деталей хранения данных."

Осознание разделения

Ученик осознал, что totalCost должен быть частью бизнес-логики. Он изменил код, чтобы получать список покупок и вычислять totalCost в сценарии использования.

// useCases/IPurchaseRepository.ts
export interface IPurchaseRepository {
  add(purchase: Purchase): Promise<Purchase>;
  getPurchasesByTitle(title: string): Promise<Purchase[]>;
}
...

// db/purchaseRepository.ts
import { Database } from 'sqlite';
import { IPurchaseRepository } from './IPurchaseRepository';

export class PurchaseRepository implements IPurchaseRepository {

  ...

  async getPurchasesByTitle(title: string): Promise<Purchase[]> {
    const rows = await this.db.all<Purchase[]>(
      `SELECT * FROM purchases WHERE title = ?`,
      [title]
    );
    return rows.map((row) => ({
      id: row.id,
      title: row.title,
      cost: row.cost,
    }));
  }
}

// useCases/addPurchaseIfCan.ts
import { IPurchaseRepository, Purchase } from './IPurchaseRepository';

export async function addPurchaseIfTotalCostLessThanLimit(
  purchaseRepository: IPurchaseRepository,
  purchaseData: Purchase,
  limit: number
): Promise<void> {
  const { id, title, cost } = purchaseData;

  const purchases = await purchaseRepository.getPurchasesByTitle(title);

  let totalCost = 0;
  for (const purchase of purchases) {
    totalCost += purchase.cost;
  }

  const newTotalCost = totalCost + cost;

  if (newTotalCost < limit) {
    await purchaseRepository.add(purchaseData);
    console.log('Покупка успешно добавлена.');
  } else {
    console.log(`Общая стоимость превышает ${limit}.`);
  }
}

Ученик снова подошёл к Мастеру:

Ученик: "Я перенёс вычисление totalCost в сценарий использования и отделил бизнес-логику от инфраструктуры. Моя архитектура стала чище?"

Мастер, с теплотой в голосе, сказал:

Мастер: "Ты сделал значительный прогресс, но арифметические операции могут приводить к неточностям. При работе с десятичными числами обычные операции JavaScript могут быть ненадёжными."

Встреча с деталями реализации

Ученик понял, что работа с числами в JavaScript может вызывать ошибки из-за особенностей представления чисел с плавающей точкой. Он обновил код, используя decimal.js для точных вычислений.

// useCases/addPurchaseIfCan.ts
import Decimal from 'decimal.js';
import { IPurchaseRepository, Purchase } from './IPurchaseRepository';

export async function addPurchaseIfCan(
  purchaseRepository: IPurchaseRepository,
  purchaseData: Purchase,
  limit: number
): Promise<void> {
  const { id, title, cost } = purchaseData;

  const purchases = await purchaseRepository.getPurchasesByTitle(title);

  let totalCost = new Decimal(0);
  for (const purchase of purchases) {
    totalCost = totalCost.plus(purchase.cost);
  }

  const newTotalCost = totalCost.plus(cost);

  if (newTotalCost.greaterThanOrEqualTo(limit)) {
    console.log(`Общая стоимость превышает ${limit}.`);
  } else {
    await purchaseRepository.add(purchaseData);
    console.log('Покупка успешно добавлена.');
  }
}

Ученик вернулся к Мастеру:

Ученик: "Я скорректировал арифметические операции с помощью decimal.js, чтобы избежать неточностей. Моя архитектура стала чище?"

Мастер ответил:

Мастер: "Ты проделал хорошую работу, но твой сценарий использования всё ещё содержит детали реализации. Прямая зависимость от decimal.js привязывает бизнес-логику к конкретной библиотеке. Если ты захочешь изменить библиотеку в будущем, тебе придётся менять бизнес-логику."

Инверсия зависимостей

Понимая проблему, Ученик решил абстрагировать арифметические операции, используя инверсию зависимостей, чтобы бизнес-логика не зависела от конкретной реализации.

// useCases/calculator.ts
export abstract class Calculator {
  abstract add(a: string, b: string): string;
  abstract greaterThanOrEqual(a: string, b: string): boolean;
}

// decimalCalculator.ts
import Decimal from 'decimal.js';
import { Calculator } from 'useCases/calculator';

export class DecimalCalculator extends Calculator {
  add(a: string, b: string): string {
    return new Decimal(a).plus(new Decimal(b)).toString();
  }

  greaterThanOrEqual(a: string, b: string): boolean {
    return new Decimal(a).greaterThanOrEqualTo(new Decimal(b));
  }
}

// addPurchaseIfCan.ts
import { IPurchaseRepository, Purchase } from './IPurchaseRepository';
import { Calculator } from 'useCases/calculator';

export class addPurchaseIfCan {
  private purchaseRepository: IPurchaseRepository;
  private calculator: Calculator;
  private limit: string;

  constructor(
    purchaseRepository: IPurchaseRepository,
    calculator: Calculator,
    limit: number
  ) {
    this.purchaseRepository = purchaseRepository;
    this.calculator = calculator;
    this.limit = limit.toString();
  }

  async execute(purchaseData: Purchase): Promise<void> {
    const { id, title, cost } = purchaseData;

    const purchases = await this.purchaseRepository.getPurchasesByTitle(title);

    let totalCost = '0';
    for (const purchase of purchases) {
      totalCost = this.calculator.add(totalCost, purchase.cost.toString());
    }

    const newTotalCost = this.calculator.add(totalCost, cost.toString());

    if (this.calculator.greaterThanOrEqual(newTotalCost, this.limit)) {
      console.log(`Общая стоимость превышает ${this.limit}.`);
    } else {
      await this.purchaseRepository.add({
        id,
        title,
        cost: parseFloat(cost.toString()),
      });
      console.log('Покупка успешно добавлена.');
    }
  }
}

// app.ts
import { initializeDatabase } from './db/init';
import { PurchaseRepository } from './db/purchaseRepository';
import { AddPurchaseIfCan } from './AddPurchaseIfCan';
import { DecimalCalculator } from './decimalCalculator';

(async () => {
  const db = await initializeDatabase();
  const purchaseRepository = new PurchaseRepository(db);
  const calculator = new DecimalCalculator();
  const limit = 99999;
  const addPurchaseUseCase = new AddPurchaseIfCan(
    purchaseRepository,
    calculator,
    limit
  );

  await addPurchaseUseCase.execute({ id: 3, title: 'рис', cost: 2 });
})();

Ученик снова обратился к Мастеру:

Ученик: "Я абстрагировал арифметические операции с помощью инверсии зависимостей. Теперь моя архитектура чиста?"

Мастер ответил:

Мастер: "Ты сделал значительный прогресс. Но помни, что твои сценарии использования всё ещё зависят от деталей языка программирования. Ты используешь Javascript и Typescript, но если эти технологии перестанут быть актуальными, то тебе прийдется полностью все переписать на другой язык."

Принятие и понимание

Ученик в недоумении задумался, а потом спросил:

Ученик: "Мастер, как же мне достичь идеальной чистоты архитектуры, если мои сценарии использования всё ещё зависят от языка программирования?"

Мастер, улыбаясь, ответил:

Мастер: "Как птица не может отделиться от неба, так и архитектура не может быть полностью независимой от среды. Полная независимость невозможна, но стремление к ней обогащает твою архитектуру. Цель Чистой Архитектуры — создать систему, где изменения могут быть внесены с минимальными усилиями, и где бизнес-логика отделена от деталей реализации. Понимание этого баланса — ключ к истинной мудрости."

Ученик почувствовал просветление и сказал:

Ученик: "Благодарю тебя, Мастер. Теперь я понимаю, что совершенство не в абсолютной изоляции, а в гармоничном разделении ответственности."

Мастер: "Иди с миром, Ученик. Твой путь только начинается, но ты уже нашёл направление."

Эпилог

Спустя некоторое время, Ученик заметил, что его приложение стало работать медленнее. Он был озадачен: почему программа, которая раньше работала быстро, теперь еле справляется со своей задачей?

Оказалось, что это вовсе не из-за того, что исходный код увеличился в 3 раза, а из-за того, что вычисление totalCost выполняется не в базе данных. Приложение тратило много ресурсов на пересылку больших объёмов данных из базы данных в приложение и на их обработку. Если бы расчёт происходил непосредственно в базе данных, не требовалось бы передавать тысячи строк между слоями, что значительно ускорило бы процесс.

Ученик хотел обсудить это с Мастером, но тот куда-то пропал, и вопрос остался без ответа.

Увидев пустой монастырь, Ученик достал новую книгу и сказал: "Похоже, мой путь к просветлению привёл меня к новому испытанию — оптимизации производительности."

Blog