DDD实践：实现基于快照机制的变更追踪

标签：return private snapshot DifferenceType aggregate 快照 DDD public 追踪

王有志，一个分享硬核Java技术的互金摸鱼侠
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去年我们在重构项目中落地了DDD，当时花了点时间研究了下阿里巴巴大淘宝技术发布的《阿里技术专家详解DDD系列》，其中第三讲《阿里技术专家详解DDD系列第三讲 - Repository模式》中提到了一项技术--变更追踪。

简单来说，变更追踪是记录对象进行业务操作后发生的改变，通过这些改变来决定如何更新数据库，文章中提到了两种实现变更追踪方案：

基于Snapshot的方案：当数据从DB里取出来后，在内存中保存一份snapshot，然后在数据写入时和snapshot比较。常见的实现如Hibernate。

基于Proxy的方案：当数据从DB里取出来后，通过weaving的方式将所有setter都增加一个切面来判断setter是否被调用以及值是否变更，如果变更则标记为Dirty。在保存时根据Dirty判断是否需要更新。常见的实现如Entity Framework。

不过由于只给出了Snapshot方案的部分实现代码，导致很多读者对产生了疑惑。

我们在工程实践中借鉴了Snapshot方案的设计，并根据自身的业务情况做出了一些调整，下面就和大家分享我们在工程中的实践。

叠“BUFF”：

今天的主题是实现变更追踪而不是DDD，所以尽量不要把DDD的“战火”引过来；
以下代码未经过严格的测试，可能存在BUG，欢迎大家批评指正和讨论。

开始前的准备工作

聚合与Repository接口的定义

正式开始前，我们先做一些简单的准备工作，主要是DDD设计中的接口定义，首先是定义接口Aggregate和Identifier：

public interface Aggregate<ID extends Identifier> extends Serializable {
	ID getId();
}

public interface Identifier extends Serializable {
	Serializable value();
}

接着定义Repository接口并提供3个基础能力：

public interface Repository<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> {

	/**
   * 保存
	 * @param aggregateRoot
	 * @throws IllegalAccessException
	 */
	void save(T aggregateRoot) throws IllegalAccessException;

	/**
   * 删除
	 * @param aggregateRoot
	 */
	void remove(T aggregateRoot);

	/**
   * 查询
	 * @param identifier
	 * @return
	 */
	T find(ID identifier);
}

Repository是Service（业务逻辑）与DAO（Data Access Object，数据访问对象）间的“桥梁”，用于隔离业务逻辑与数据库之间的依赖，帮助我们屏蔽在数据库发生变更时对业务逻辑产生的影响，这点是DDD设计相关的内容，我们在这里不过多的讨论。

领域对象与Repository服务的定义

我们定义一个简单书籍和图片的实体：

@Getter
@Setter
public class Book implements Aggregate<BookId> {

	private BookId bookId;

	private String bookName;

	private String bookDesc;

	private Long words;

	private List<Image> images;

	private List<String> contents;

	@Override
	public BookId getId() {
		return this.bookId;
	}
}

@Getter
@Setter
public class BookId implements Identifier {

	private Long bookId;

	@Override
	public Serializable value() {
		return this.bookId;
	}
}

@Getter
@Setter
public class Image implements Aggregate<ImageId> {

	private ImageId imageId;

	private String imageUrl;

	@Override
	public ImageId getId() {
		return this.imageId;
	}
}

@Getter
@Setter
public class ImageId implements Identifier {

	private long imageId;

	@Override
	public Serializable value() {
		return this.imageId;
	}
}

在有些DDD的实践规范中，实体中是不允许出现Getter方法和Setter方法的，这里为了方便提供测试数据，直接使用了lombok的注解添加Getter方法和Setter方法。

最后我们来定义实体Book的Repository服务：

public interface BookRepository extends Repository<Book, BookId> {

}

public class BookRepositoryImpl implements BookRepository {

	@Override
	public void save(Book aggregateRoot) {
		// 实现保存逻辑
	}

	@Override
	public void remove(Book aggregateRoot) {
		// 实现删除逻辑
	}

	@Override
	public Book find(BookId identifier) {
		Book book = new Book();
		// 实现查询逻辑
		return book;
	}
}

BookRepository接口的意义是方便自定义Repository方法，BookRepositoryImpl是BookRepository具体的实现，这里我们只使用3个基础功能即可，具体的实现逻辑是调用DAO实现增删改查，并借助Convert工具实现DO与实体的转换，我们这里就省略这部分内容了，~~实际上是我懒得写了~~。

变更追踪的实现

RepositorySupport的实现

变更追踪的核心是在调用Repository的基础能力时进行实体对象的追踪，并在保存时对比实体对象的变化，具体的执行逻辑如下：

调用Repository#find时，复制实体对象的快照，添加的变更追踪的容器中；
调用Repository#save时，对比当前实体对象与快照，返回两者间的差异；
调用Repository#remove时，删除变更追踪容器中实体对象的快照。

在我们的工程实践中，核心设计采用了阿里巴巴在《阿里技术专家详解DDD系列第三讲 - Repository模式》给出的方案，但在具体的实现细节上，我们做了一些调整，接下来就和大家分享下我们的设计。

首先来实现通用支撑类RepositorySupport，提供可复用的变更追踪能力：

public abstract class RepositorySupport<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> implements Repository<T, ID> {
	
	private final AggregateTracingManager<T, ID> aggregateTracingManager;

	public RepositorySupport() {
		this.aggregateTracingManager = new ThreadLocalTracingManager<>();
	}

	/**
   * 由继承RepositorySupport的子类实现
	 */
	protected abstract T onSelect(ID id);
	protected abstract void onInsert(T aggregate);
	protected abstract void onUpdate(T aggregate, AggregateDifference<T, ID> aggregateDifference);
	protected abstract void onDelete(T aggregate);
	
	/**
   * 主动追踪
	 * @param id
	 * @return
	 */
	public void attach(T aggregate) {
		this.aggregateTracingManager.attach(aggregate);
	}

	/**
   * 差异对比
	 * @param aggregate
	 * @return
   * @throws IllegalAccessException
	 */
	protected AggregateDifference<T, ID> different(T aggregate) throws IllegalAccessException {
		return this.aggregateTracingManager.different(aggregate);
	}
	
	/**
   * 解除追踪
	 * @param id
	 * @return
	 */
	public void detach(T aggregate) {
		this.aggregateTracingManager.detach(aggregate);
	}

	@Override
	public T find(ID identifier) {
		T aggregate = this.onSelect(identifier);
		if (aggregate != null) {
			this.aggregateTracingManager.attach(aggregate);
		}
		return aggregate;
	}

	@Override
	public void save(T aggregate) throws IllegalAccessException {
		AggregateDifference<T, ID> aggregateDifference = this.aggregateTracingManager.different(aggregate);
		if (DifferenceTypeEnum.ADDED.equals(aggregateDifference.getDifferentType())) {
			this.onInsert(aggregate);
		} else {
			this.onUpdate(aggregate, aggregateDifference);
		}
		this.aggregateTracingManager.merge(aggregate);
	}

	@Override
	public void remove(T aggregate) {
		this.onDelete(aggregate);
		this.aggregateTracingManager.detach(aggregate);
	}
}

我们依次对通用支撑类RepositorySupport中的成员变量和方法进行说明。

首先是RepositorySupport中唯一的成员变量AggregateTracingManager，该类的功能是完成变更追踪快照的管理，包括对象追踪，差异对比和解除追踪等。

接着是继承RepositorySupport的实现类需要重写的方法：

RepositorySupport#onSelect，由RepositorySupport中实现的Repository#find调用，与直接实现Repository#find相同，通过DAO查询数据，并转换为实体对象；
RepositorySupport#onInsert，由RepositorySupport中实现的Repository#save调用，与直接实现Repository#save类似，通过DAO保存数据，此时为新增数据的保存；
RepositorySupport#onUpdate，由RepositorySupport中实现的Repository#save调用，与直接实现Repository#save类似，通过DAO保存数据，此时为修改数据的保存；
RepositorySupport#onDelete，由RepositorySupport中实现的Repository#remove调用，与直接实现Repository#remove相同，通过DAO删除数据。

接着是Repository中定义的提供变更追踪能力的方法：

RepositorySupport#attach，主动追踪，当实体的Repository接口中自定义查询方法时，实现类可以通过该方法实现对象的变更追踪；
RepositorySupport#different，差异对比，当实体的Repository接口中自定义保存方法时，实现类可以通过该方法获取当前实体对象与快照的差异；
RepositorySupport#detach，解除追踪，当实体的Repository接口中自定义删除方法时，实现类可以通过该方法解除对象的变更追踪。

最后是RepositorySupport中对Repository接口的实现，实现中确定了RepositorySupport#onSelect，RepositorySupport#onInsert，RepositorySupport#onUpdate和RepositorySupport#onDelete方法的调用时机，并通过AggregateTracingManager来管理追踪对象：

RepositorySupport#find的实现中，通过RepositorySupport#onSelect查询实体对象，并决定是否调用AggregateTracingManager#attach进行变更追踪；
RepositorySupport#save的实现中，调用AggregateTracingManager#different获取当前实体对象与快照间的差异，并根据差异的类型选择执行RepositorySupport#onInsert或RepositorySupport#onUpdate，最后调用AggregateTracingManager#merge将变更后的对象合并到变更追踪容器中；
RepositorySupport#remove的实现中，调用RepositorySupport#onDelete删除数据，并调用AggregateTracingManager#detach解除对象的追踪。

AggregateTracingManager的实现

AggregateTracingManager提供了管理变更追踪的能力，接口设计如下：

public interface AggregateTracingManager<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> {

	/**
   * 变更追踪
	 * @param aggregate
	 */
	void attach(T aggregate);

	/**
   * 解除追踪
	 * @param aggregate
	 */
	void detach(T aggregate);

	/**
   * 对比差异
	 * @param aggregate
	 * @return
	 */
	AggregateDifference<T, ID> different(T aggregate) throws IllegalAccessException;

	/**
   * 合并变更
	 * @param aggregate
	 */
	void merge(T aggregate);
}

接着提供一个AggregateTracingManager的实现类，我们的工程中同样选择了ThreadLocal来实现线程隔离：

public class ThreadLocalTracingManager<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> implements AggregateTracingManager<T, ID> {

	private final ThreadLocal<TraceContext<T, ID>> context;

	public ThreadLocalTracingManager() {
		this.context = ThreadLocal.withInitial(MapContext::new);
	}

	@Override
	public void attach(T aggregate) {
		this.context.get().tracing(aggregate.getId(), aggregate);
	}

	@Override
	public void detach(T aggregate) {
		this.context.get().remove(aggregate.getId());
	}

	@Override
	public AggregateDifference<T, ID> different(T aggregate) throws IllegalAccessException {
		T snapshot = this.context.get().find(aggregate.getId());
		return DifferentUtils.different(snapshot, aggregate);
	}

	@Override
	public void merge(T aggregate) {
		attach(aggregate);
	}
}

最后是定义变更追踪中用于存储快照的容器TraceContext接口：

public interface TraceContext<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> {

	void add(ID id, T aggregate);

	T find(ID id);

	void remove(ID id);
}

TraceContext的功能比较简单，提供了3个方法：

void add(ID id, T aggregate)，添加追踪对象；
T find(ID id)，获取追踪对象的快照；
void remove(ID id)，删除追踪对象。

这里我提供一个使用HashMap做存储容器的简单实现：

public class MapContext<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> implements TraceContext<T, ID> {

	private final Map<ID, T> snapshots;

	public MapContext() {
		this.snapshots = new HashMap<>();
	}

	@Override
	public void add(ID id, T aggregate) {
		T snapshot = SnapshotUtils.snapshot(aggregate);
		this.snapshots.put(aggregate.getId(), snapshot);
	}

	@Override
	public T find(ID id) {
		for (Map.Entry<ID, T> entry : this.snapshots.entrySet()) {
			ID entryId = entry.getKey();
			if (id.getClass().equals(entryId.getClass()) && entryId.value().equals(id.value())) {
				return entry.getValue();
			}
		}
		return snapshots.get(id);
	}

	@Override
	public void remove(ID id) {
		this.snapshots.remove(id);
	}
}

至此，我们已经完成了变更追踪的整体框架。实际上我们在工程中实现的AggregateTracingManager和TraceContext会更加复杂，并添加了一些具有我司特色的功能，这里大家可以根据各自的情况做出不同的实现。

变更追踪中的工具类实现

由于《阿里技术专家详解DDD系列第三讲 - Repository模式》文中的重点是介绍变更追踪这项技术，因此忽略了几个较为关键的工具类的实现，导致很多人在落地这项技术上遇到了困境，这里我结合工程中的实践，结合我个人的思考，给大家提供一个设计思路。

SnapshotUtils的实现

SnapshotUtils用于实现Aggregate的拷贝，因为在MapContext#find方法的实现中是通过类型与值的对比来获取对象，因此我们在SnapshotUtils的实现中只需要实现深拷贝即可：

public class SnapshotUtils {

	@SuppressWarnings("unchecked")
	public static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> T snapshot(T aggregate) throws IOException, ClassNotFoundException {
		ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
		objectOutputStream.writeObject(aggregate);

		ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
		ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
		T snapshot = (T) objectInputStream.readObject();

		objectOutputStream.close();
		byteArrayOutputStream.close();

		objectInputStream.close();
		byteArrayInputStream.close();
		return snapshot;
	}
}

据我推测阿里巴巴大淘宝技术在文中使用的SnapshotUtils中除了Identifier外的其余字段是深拷贝，我们的实践中允许Identifier也进行深拷贝，所以可以通过序列化与反序列化的方式进行深拷贝。

除了序列化的方式外，还有很多其他的方式可以实现深拷贝，我见过使用JSON工具来回倒腾实现深拷贝，或者可以使用BeanUtil等等。

Tips：有些工具的使用是有前提的，比如需要Getter和Setter方法，又或者使用序列化的方式需要继承Serializable接口。

使用Java Objec Diff实现DiffUtils

DiffUtils用于实现两个Java对象间的对比，因为此类需求较少所以市面上可供使用的开源工具并不是很多，相对来说Java Objec Diff是使用较为广泛的开源项目，不过该项目最新版本是2018年更新的0.95版本，作者应该是停止维护Java Object Diff了，或是由于该项目属于工具类项目，目前已经达到了较为完备的状态，不需要进行太多的维护工作了。

我们先来使用Java Objec Diff项目实现一个简单的Java对象对比工具，引入Java Objec Diff的依赖：

<dependency>
	<groupId>de.danielbechler</groupId>
	<artifactId>java-object-diff</artifactId>
	<version>0.95</version>
</dependency>

基于Java Objec Diff项目构建DiffUtils，这里给出一个简单的实现：

public class DiffUtils {

	public static EntityDiff diff(Object snapshot, Object obj) {
		DiffNode diffNode = ObjectDifferBuilder.buildDefault().compare(obj, snapshot);

		if (!diffNode.hasChanges()) {
			return EntityDiff.EMPTY;
		}

		EntityDiff entityDiff = new EntityDiff();
		entityDiff.setHasChanges(true);
		diffNode.visit((node, visit) -> {
			boolean hasChanges = node.hasChanges();
			Object objValue = node.canonicalGet(obj);
			Object snapshotValue = node.canonicalGet(snapshot);
			// 处理其他的逻辑和构建EntityDiff对象
		});

		return entityDiff;
	}
}

@Getter
@Setter
public class EntityDiff {

	public static final EntityDiff EMPTY = new EntityDiff();

	private boolean hasChanges;

	// 省略其余属性的实现

	public EntityDiff() {

	}
}

EntityDiff的结构可以根据自身工程的需求进行定制化，我这里只是为了展示如何通过Java Objec Diff项目构建DiffUtils。

具有我司特色的DifferentUtils

接下来就该我来献丑了。

因为我们有一些定制化的需求（具体原因已经记不得了），所以当时没有选择使用Java Objec Diff项目而是实现了具有我司特色的Java对象的对比工具类DifferentUtils。

首先是我们定义的4种差异状态：

public enum DifferenceType {

	/**
     * 新增
     */
	ADDED(),

	/**
     * 删除
     */
	REMOVED(),

	/**
     * 修改
     */
	MODIFIED(),

	/**
     * 无变化
     */
	UNTOUCHED()
}

接着我们对结果进行了封装，分为两层，第一层是标记Aggregate差异的AggregateDifference：

@Getter
@Setter
public class AggregateDifference<T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> {

	/**
   * 快照对象
	 */
	private T snapshot;

	/**
   * 追踪对象
   */
	private T aggregate;

	/**
   * 差异类型
   */
	private DifferenceType differentType;

	/**
   * 字段差异
   */
	private Map<String, FieldDifference> fieldDifferences;
}

第二层是比较Aggregate字段差异的FieldDifference：

@Getter
@Setter
public class FieldDifference {

	/**
	 * 字段名
	 */
	private String name;

	/**
	 * 字段类型
	 */
	private Type type;

	/**
	 * 快照值
	 */
	private Object snapshotValue;

	/**
	 * 当前值
	 */
	private Object tracValue;

	/**
	 * 差异类型
	 */
	private DifferenceType differenceType;
}

以及3个实现类，标记Java中原生类型的JavaTypeFieldDifference，标记集合类型的CollectionFieldDifference，以及标记实现Aggregate接口的AggregareFieldDifference：

public class JavaTypeFieldDifference extends FieldDifference {
}

@Getter
@Setter
public class CollectionFieldDifference extends FieldDifference {

	/**
	 * 集合元素差异
	 */
	private List<FieldDifference> elementDifference;

	public CollectionFieldDifference(String name, Type type, Object snapshotValue, Object tracValue) {
		super(name, type, snapshotValue, tracValue);
		this.elementDifference = new ArrayList<>();
	}
	public CollectionFieldDifference(String name, Type type, Object snapshotValue, Object tracValue, DifferenceType differenceType) {
		super(name, type, snapshotValue, tracValue, differenceType);
		this.elementDifference = new ArrayList<>();
	}
}

@Getter
@Setter
public class AggregareFieldDifference extends FieldDifference {

	private Map<String, FieldDifference> fieldDifferences;

	private final Identifier identifier;

	public AggregareFieldDifference(String name, Type type, Object snapshotValue, Object tracValue, DifferenceType differenceType, Identifier identifier) {
		super(name, type, snapshotValue, tracValue, differenceType);
		this.identifier = identifier;
		this.fieldDifferences = new HashMap<>();
	}
}

可以看到，我们在工程实践中并不支持Map类型的字段进行对比，这是因为在我们落地的DDD工程规范中，实现Aggregate接口的类中不允许出现Map类型的字段，只允许Java的8种基础类型（包装类型），String，List，值对象以及实体。

准备工作完成后，我们开始实现DifferentUtils，首先定义方法声明，与上面的DiffUtils#diff存在一些差异，主要在泛型的使用上：

public class DifferentUtils {
	public static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> AggregateDifference<T, ID> different(T snapshot, T aggregate) throws IllegalAccessException {
		// 待实现
	}
}

接着我们处理两个入参可能为null的情况进行处理，总计有4种情况：

snapsho == null && aggregate == null，此时认为是DifferenceType.UNTOUCHED；
snapshot == null && aggregate != null，此时认为是DifferenceType.ADDED；
snapshot != null && aggregate == null，此时认为是DifferenceType.REMOVED；
snapshot != null && aggregate != null，这种情况需要对比字段的差异。

此时我们可以得到用于入参为null时，返回DifferenceType的方法：

private static DifferenceType basicDifferentType(Object snapshot, Object aggregate) {
	if (snapshot == null && aggregate == null) {
		return DifferenceType.UNTOUCHED;
	}
	if (snapshot == null) {
		return DifferenceType.ADDED;
	}
	if (aggregate == null) {
		return DifferenceType.REMOVED;
	}
	return null;
}

我们直接在DifferentUtils#different中调用DifferentUtils#basicDifferentType，并补充snapshot和aggregate均不为null时的处理：

public static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> AggregateDifference<T, ID> different(T snapshot, T aggregate) throws IllegalAccessException {
	DifferenceType basicDifferenceType = basicDifferentType(snapshot, aggregate);
	if (basicDifferenceType != null) {
		return new AggregateDifference<>(snapshot, aggregate, basicDifferenceType);
	}

	Field[] fields = ReflectionUtils.getFields(aggregate);
	// 标记Aggregate
	DifferenceType aggregateDifferentType = aggregateDifferentType(fields, snapshot, aggregate);
	// 构建AggregateDifference对象
	AggregateDifference<T, ID> aggregateDifference = new AggregateDifference<>(snapshot, aggregate, aggregateDifferentType);
	Map<String, FieldDifference> fieldDifferences = aggregateDifference.getFieldDifferences();
	// 对比字段差异
	setDifferences(snapshot, aggregate, fields, fieldDifferences);
	return aggregateDifference
}

DifferentUtils#aggregateDifferentType方法，该方法用于对Aggregate进行标记：

public static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> DifferenceType aggregateDifferentType(Field[] fields, T snapshot, T aggregate) throws IllegalAccessException {
  DifferenceType differenceType = basicDifferentType(snapshot, aggregate);
  if (differenceType != null) {
	  return differenceType;
  }

  boolean unchanged = true;
  for (Field field : fields) {
	  field.setAccessible(true);

		// 处理需要跳过的情形
		if (shouldSkipClass(field.getType())) {
			continue;
		}

	  if (Collection.class.isAssignableFrom(field.getType())) {
			ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) field.getGenericType();
			Class<?> parameterizedClass = (Class<?>) parameterizedType.getActualTypeArguments()[0];
			if (Aggregate.class.isAssignableFrom(parameterizedClass) || Map.class.isAssignableFrom(parameterizedClass)) {
				continue;
			}
		}

		// 对比字段差异
		Object aggregateValue = field.get(aggregate);
		Object snapshotValue = field.get(snapshot);
		if (snapshotValue == null && aggregateValue == null) {
			continue;
		} else if (snapshotValue == null) {
			unchanged = false;
			continue;
		}
		unchanged = snapshotValue.equals(aggregateValue) & unchanged;
	}
  return unchanged ? DifferenceType.UNTOUCHED : DifferenceType.MODIFIED;
}

private static boolean shouldSkipClass(Class<?> clazz) {
	return Identifier.class.isAssignableFrom(clazz) || Aggregate.class.isAssignableFrom(clazz) || Map.class.isAssignableFrom(clazz);
}

因为该方法需要在其它位置复用，所以开始时先调用了DifferentUtils#aggregateDifferentType处理null的状态；接着是跳过需要特殊处理的类型，这些类型要么是单独处理，要么是不需要处理，以及当字段的类型为Collection时，某些泛型类型也不需要处理；最后是通过Object#equals方法进行对比，并返回相应的修改状态。

DifferentUtils#setDifferences的实现，该方法遍历Aggregate的字段，并对比每个字段的差异：

private static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> void setDifferences(T snapshot, T aggregate, Field[] fields, Map<String, FieldDifference> fieldDifferences) throws IllegalAccessException {
  for (Field field : fields) {
	  if (Identifier.class.isAssignableFrom(field.getType())) {
			continue;
		}
	
		String filedName = ReflectionUtils.getFieldName(field);
		field.setAccessible(true);

		Object snapshotValue = snapshot == null ? null : field.get(snapshot);
		Object aggregateValue = aggregate == null ? null : field.get(aggregate);
		if (snapshotValue == null && aggregateValue == null) {
			continue;
		}
	  // 对比每个字段的差异
		FieldDifference fieldDifference = compareFiled(field, snapshotValue, aggregateValue);
		fieldDifferences.put(filedName, fieldDifference);
	}
}

DifferentUtils#compareFiled的实现，该方法将字段进行分类对比：

@SuppressWarnings("unchecked")
private static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> FieldDifference compareFiled(Field field, Object snapshotValue, Object aggregateValue) throws IllegalAccessException {
  ComparableType comparableType = ComparableType.comparableType(aggregateValue == null ? snapshotValue : aggregateValue);
  if (ComparableType.AGGREGATE_TYPE.equals(comparableType)) {
	  return compareAggregateType(field, (T) snapshotValue, (T) aggregateValue);
  } else if (ComparableType.COLLECTION_TYPE.equals(comparableType)) {
	  return compareCollectionType(field, snapshotValue, aggregateValue);
  } else if (ComparableType.JAVA_TYPE.equals(comparableType)) {
	  return compareJavaType(field, snapshotValue, aggregateValue);
  } else {
	  throw new UnsupportedOperationException();
  }
}

/**
 * 可比较的字段类型
 */
enum ComparableType {
	AGGREGATE_TYPE(),
	COLLECTION_TYPE(),
	JAVA_TYPE(),
	OTHER_TYPE();
	
	public static ComparableType comparableType(@NonNull Object obj) {
		if (obj instanceof Aggregate) {
			return AGGREGATE_TYPE;
		} else if (obj instanceof Collection) {
			return COLLECTION_TYPE;
		} else if (obj instanceof Map) {
			return OTHER_TYPE;
		} else {
			return JAVA_TYPE;
		}
	}
}

DifferentUtils#compareJavaType的实现，该方法对比了Java类型字段的差异：

private static FieldDifference compareJavaType(Field field, Object snapshotValue, Object aggregateValue) {
	String filedName = ReflectionUtils.getFieldName(field);
	Type type = field.getGenericType();
	DifferenceType differenceType = javaDifferentType(snapshotValue, aggregateValue);
	return new JavaTypeFieldDifference(filedName, type, snapshotValue, aggregateValue, differenceType);
}

public static DifferenceType javaDifferentType(Object snapshot, Object aggregate) {
	DifferenceType differenceType = basicDifferentType(snapshot, aggregate);
	if (differenceType != null) {
		return differenceType;
	}

	if (snapshot.equals(aggregate)) {
		return DifferenceType.UNTOUCHED;
	} else {
		return DifferenceType.MODIFIED;
	}
}

DifferentUtils#compareAggregateType的实现，该方法对比实现Aggregate接口的类型的字段进行对比，通过递归不断向下深入直到类型为Java类型：

private static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> FieldDifference compareAggregateType(Field field, T snapshotValue, T aggregateValue) throws IllegalAccessException {
  String filedName = ReflectionUtils.getFieldName(field);
  Type type = field.getGenericType();

  Aggregate<?> notNullValue = snapshotValue == null ? aggregateValue : snapshotValue;
  Field[] entityFields = ReflectionUtils.getFields(notNullValue);
  Identifier id = notNullValue.getId();

  DifferenceType differenceType = aggregateDifferentType(entityFields, snapshotValue, aggregateValue);
  AggregareFieldDifference aggregareFieldDifference = new AggregareFieldDifference(filedName, type, snapshotValue, aggregateValue, differenceType, id);
  Map<String, FieldDifference> fieldDifferences = aggregareFieldDifference.getFieldDifferences();
  setDifferences(snapshotValue, aggregateValue, entityFields, fieldDifferences);
  return aggregareFieldDifference;
}

DifferentUtils#compareCollectionType的实现，该方法用于对比集合类型的

@SuppressWarnings("unchecked")
private static <T extends Aggregate<ID>, ID extends Identifier> FieldDifference compareCollectionType(Field field, Object snapshotValue, Object aggregateValue) throws IllegalAccessException {
  String filedName = ReflectionUtils.getFieldName(field);
  Type type = field.getGenericType();

  ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
  Class<?> genericityClass = (Class<?>) parameterizedType.getActualTypeArguments()[0];

  // 处理泛型为Java类型的集合
  if (!Aggregate.class.isAssignableFrom(genericityClass) && !Map.class.isAssignableFrom(genericityClass)) {
	  Collection<?> snapshotValues = (Collection<?>) snapshotValue;
	  Collection<?> aggregateValues = (Collection<?>) aggregateValue;
	  DifferenceType differenceType = collectionDifferentType(genericityClass, snapshotValues, aggregateValues);
	  return new CollectionFieldDifference(filedName, type, snapshotValue, aggregateValue, differenceType);
  }

  // 处理泛型为实现Aggreagte接口的类型的集合
  Collection<T> snapshotValues = (Collection<T>) snapshotValue;
  Collection<T> aggregateValues = (Collection<T>) aggregateValue;

  Map<Serializable, T> snapshotMap = snapshotValues.stream().collect(Collectors.toMap(snapshot -> snapshot.getId().value(), snapshot -> snapshot));
  Map<Serializable, T> aggregateMap = aggregateValues.stream().collect(Collectors.toMap(aggregate -> aggregate.getId().value(), aggregate -> aggregate));

  CollectionFieldDifference collectionFieldDifference = new CollectionFieldDifference(filedName, type, snapshotValue, aggregateValue);

  boolean unchanged = true;
  // snapshotMap与aggregateMap的交集，snapshotMap对aggregateMap的补集
  for (Serializable key : snapshotMap.keySet()) {
	  T snapshotElement = snapshotMap.get(key);
	  T aggregateElement = aggregateMap.get(key);
	  FieldDifference fieldDifferent = compareFiled(field, snapshotElement, aggregateElement);
	  unchanged = DifferenceType.UNTOUCHED.equals(fieldDifferent.getDifferenceType()) & unchanged;
	  collectionFieldDifference.getElementDifference().add(fieldDifferent);
  }
  // aggregateMap对snapshotMap的补集
  for (Serializable key : aggregateMap.keySet()) {
	  if (snapshotMap.get(key) != null) {
		  continue;
	  }
	  T aggregateElement = aggregateMap.get(key);
	  FieldDifference fieldDifferent = compareFiled(field, null, aggregateElement);
	  unchanged = DifferenceType.UNTOUCHED.equals(fieldDifferent.getDifferenceType()) & unchanged;
	  collectionFieldDifference.getElementDifference().add(fieldDifferent);
  }
  if (unchanged) {
	  collectionFieldDifference.setDifferenceType(DifferenceType.UNTOUCHED);
  } else {
	  collectionFieldDifference.setDifferenceType(DifferenceType.MODIFIED);
  }
  return collectionFieldDifference;
}

public static DifferenceType collectionDifferentType(Class<?> typeArguments, Collection<?> snapshot, Collection<?> aggregate) {
  if (CollectionUtils.isEmpty(snapshot) && CollectionUtils.isEmpty(aggregate)) {
		return DifferenceType.UNTOUCHED;
	}
	if (CollectionUtils.isEmpty(snapshot)) {
		return DifferenceType.ADDED;
	}
	if (CollectionUtils.isEmpty(aggregate)) {
		return DifferenceType.REMOVED;
	}
	if (specialHandingClass(typeArguments)) {
		return snapshot.size() == aggregate.size() ? DifferenceType.UNTOUCHED : DifferenceType.MODIFIED;
	}
	return snapshot.equals(aggregate) ? DifferenceType.UNTOUCHED : DifferenceType.MODIFIED;
}

private static boolean specialHandingClass(Class<?> clazz) {
	return shouldSkipClass(clazz) || Collection.class.isAssignableFrom(clazz);
}

我们将Collection类型的字段分为两类，泛型为Java类型的和泛型为实现Aggregate接口的。当集合的泛型为Java类型时，只需要使用Object#equals方法进行对比即可；当集合的泛型为Collection或Aggregate时（集合的泛型不应该出现Map或Identifier），先对数量进行对比，标记整体的变化，接着来对比每个Aggregate的差异，并进行标记。

我的想法是，先将List<T>转换为Map<Serializable, T>，Map的key存储Id，value存储对象本身，这样可以得到两个Map：

Map<Serializable, T> snapshotMap
Map<Serializable, T> aggregateMap

先遍历snapshotMap，取出aggregateMap中Id与之对应的对象进行比较，并一一标记，这里处理的是snapshotMap与aggregateMap的交集，以及snapshotMap对aggregateMap的补集（即snapshotMap中有而aggregateMap中无的），实际上，我们这里处理的是snapshotMap的全集；再遍历aggregateMap，跳过snapshotMap中Id与之对应的对象，这里我们处理的是aggregateMap对snapshotMap的补集（即aggregateMap中有而snapshotMap中无的）；这样，我们就处理完了两个集合中的元素，最后再根据每个元素对比的结果标记集合的差异类型即可。

好了，以上就是具有我司特色的DifferentUtils工具类的实现，因为没有研究过Java Object Diff的源码，因此不太清楚自己与大佬的差距究竟有多远，欢迎大家提出自己的想法一起讨论。

Tips：鉴于保密的原因，DifferentUtils及相关类都经过不同程度的修改，且修改后的实现并没有经过严格的评审和测试，可能会出现各种各样的BUG~~

ReflectionUtils的实现

变更追踪的实现中还有一个反射相关的工具类ReflectionUtils，该工具类的实现可大可小，往小了可以像我下面实现的这样：

public class ReflectionUtils {

	public static Field[] getFields(Object obj) {
		return obj.getClass().getDeclaredFields();
	}

	public static String getFieldName(Field field) {
		return field.getName();
	}
}

往大了可以加入缓存等优化措施，例如ReflectionUtils#getFields加入缓存Map<Class<?>, Field[]> fieldMap，将首次获取到的结果添加到缓存中，以此来提高反射工具的性能。

结语

好了，到这里我们就一起实现了基于快照机制的变更追踪，文章中的代码还比较潦草，像是毛坯房，目的是和大家分享实现过程和设计，如果要真正的在生产环境中落地，还需要做“精装修”，这里举几个我们的“精装修”例子：

TraceContext的实现中，容器我们选择了WeakHashMap，用于实现“自动”执行AggregateTracingManager#detach；
AggregateTracingManager中我们加入了配置项，实现某些功能的配置化，这里涉及定制业务就不过多展开了；
ReflectionUtils中加入了缓存机制，以此提高反射的效率。

好了，今天就到这里了，Bye~~