6각형 아키텍처와 도메인 기반 설계로 유지 관리 가능한 Python 애플리케이션 구축

오늘날의 빠르게 변화하는 소프트웨어 개발 환경에서는 유지 관리, 조정 및 확장이 쉬운 애플리케이션을 구축하는 것이 중요합니다. 6각형 아키텍처(포트 및 어댑터라고도 함)와 도메인 기반 설계(DDD)는 이러한 과제를 해결하기 위한 효과적인 조합입니다. 육각형 아키텍처는 문제의 명확한 분리를 촉진하여 핵심 논리를 방해하지 않고 시스템의 일부를 더 쉽게 교체, 테스트 또는 향상할 수 있도록 합니다. 한편, DDD는 코드를 실제 비즈니스 개념에 맞춰 조정하여 시스템이 직관적이고 탄력적이 되도록 보장하는 데 중점을 둡니다. 이러한 접근 방식을 통해 개발자는 강력하고 탄력적이며 변화하는 요구 사항과 미래 성장에 원활하게 적응할 수 있도록 설계된 시스템을 구축할 수 있습니다.

1. 육각형 아키텍처 소개

포트 및 어댑터 패턴으로도 알려진 육각형 아키텍처는 Alistair Cockburn이 기존 계층형 아키텍처의 강성과 복잡성을 해결하기 위해 도입했습니다. 주요 목표는 애플리케이션의 핵심 로직(도메인)을 외부 시스템과 독립적으로 만들어 더 쉽게 테스트, 유지 관리 및 적응성을 가능하게 하는 것입니다.

핵심적으로 Hexagonal Architecture는 애플리케이션을 세 가지 주요 레이어로 나눕니다.

• 코어(비즈니스 로직/도메인): 비즈니스 규칙과 도메인 로직이 있는 시스템의 핵심입니다. 이 레이어는 독립적이며 외부 라이브러리나 프레임워크에 의존하지 않습니다.
  예: 대출 이자를 계산하거나 비즈니스 규칙에 따라 사용자의 행동을 검증합니다.

• 포트(인터페이스): 코어가 외부 세계와 상호 작용하는 방식에 대한 추상적인 정의(예: 인터페이스 또는 프로토콜)입니다. 포트는 사용 사례 또는 애플리케이션별 API를 나타냅니다. 어떻게를 지정하지 않고 무엇을해야 하는지 정의합니다.
  예: 저장소 포트는 다음과 같은 데이터 소스와 상호 작용하는 방법을 정의합니다.

  • get(id: ID): 엔터티: 고유 식별자로 엔터티를 검색합니다.
  • insert(entity: Entity): void: 새 엔터티를 추가합니다.
  • update(entity: Entity): void: 기존 엔터티를 업데이트합니다.

src/ports/repository.py
from abc import ABC, abstractmethod
from typing import List
from src.entities import Entity

class Repository(ABC):
    @abstractmethod
    def get(self, id: str) -> Entity:
        pass

    @abstractmethod
    def insert(self, entity: Entity) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def update(self, entity: Entity) -> None:
        pass

• 어댑터(구현): 포트의 구체적인 구현입니다. 데이터베이스, API 또는 UI와 같은 외부 시스템과의 실제 상호 작용을 처리합니다. 예: PostgresRepository 어댑터는 SQLAlchemy를 사용하여 PostgreSQL용 리포지토리 포트를 구현합니다.

# src/adapters/postgres_repository.py
from sqlalchemy import create_engine, Column, String
from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker
from src.entities import Entity
from src.ports.repository import Repository

Base = declarative_base()

# Define the database table for Entity
class EntityModel(Base):
    __tablename__ = "entities"
    id = Column(String, primary_key=True)
    name = Column(String, nullable=False)
    description = Column(String)

class PostgresRepository(Repository):
    def __init__(self, db_url: str):
        """
        Initialize the repository with the PostgreSQL connection URL.
        Example db_url: "postgresql+psycopg2://username:password@host:port/dbname"
        """
        self.engine = create_engine(db_url)
        Base.metadata.create_all(self.engine)
        self.Session = sessionmaker(bind=self.engine)

    def get(self, id: str) -> Entity:
        session = self.Session()
        try:
            entity_model = session.query(EntityModel).filter_by(id=id).first()
            if not entity_model:
                raise ValueError(f"Entity with id {id} not found")
            return Entity(id=entity_model.id, name=entity_model.name, description=entity_model.description)
        finally:
            session.close()

    def insert(self, entity: Entity) -> None:
        session = self.Session()
        try:
            entity_model = EntityModel(id=entity.id, name=entity.name, description=entity.description)
            session.add(entity_model)
            session.commit()
        finally:
            session.close()

    def update(self, entity: Entity) -> None:
        session = self.Session()
        try:
            entity_model = session.query(EntityModel).filter_by(id=entity.id).first()
            if not entity_model:
                raise ValueError(f"Entity with id {entity.id} not found")
            entity_model.name = entity.name
            entity_model.description = entity.description
            session.commit()
        finally:
            session.close()

아키텍처는 종종 육각형으로 시각화되어 코어와 상호 작용하는 다양한 방법을 상징하며 각 측면은 서로 다른 어댑터나 포트를 나타냅니다.

2. 도메인 중심 설계(DDD) 소개

도메인 중심 설계(DDD)는 비즈니스 목표와 이를 달성하기 위해 구축되는 소프트웨어 간의 밀접한 조정을 강조하는 소프트웨어 설계 접근 방식입니다. 이 방법론은 Eric Evans가 그의 저서 Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software에서 소개했습니다.

DDD의 핵심은 도메인 전문가의 도움을 받아 도메인(비즈니스 문제 공간)을 이해하고 모델링하며, 그 이해를 소프트웨어 시스템으로 변환하는 데 중점을 둡니다. DDD는 도메인 분리를 촉진하여 시스템의 여러 부분이 독립적이고 명확하며 관리하기 쉬운 상태로 유지되도록 합니다.
도메인 중심 설계의 주요 개념:

• 도메인: 소프트웨어가 다루는 특정 지식 또는 활동 영역입니다. 예를 들어, 뱅킹 애플리케이션에서 도메인에는 계좌, 거래, 고객과 같은 개념이 포함됩니다.

• 유비쿼터스 언어: 개발자와 도메인 전문가가 공동으로 개발한 공통 언어입니다. 이러한 공유된 어휘는 모든 이해관계자 간의 명확한 의사소통과 일관된 이해를 보장합니다.

• 엔티티 및 값 개체:

  • 엔티티: 고객이나 주문과 같이 고유한 ID와 수명 주기를 가진 개체입니다.
  • 값 객체: 날짜나 금액과 같은 고유한 ID가 아닌 속성으로 정의되는 불변 객체입니다.

• 집계: 데이터 변경에 대해 단일 단위로 처리되는 관련 엔터티 및 값 개체의 클러스터입니다. 각 집계에는 전체 클러스터의 무결성을 보장하는 루트 엔터티가 있습니다.

• 저장소: 집계 검색 및 저장을 위한 메커니즘으로 데이터 액세스에 대한 추상화 계층을 제공합니다.

• 서비스: 결제 처리와 같이 엔터티 또는 값 개체에 자연스럽게 맞지 않지만 도메인에 필수적인 작업 또는 프로세스입니다.
  

src/ports/repository.py
from abc import ABC, abstractmethod
from typing import List
from src.entities import Entity

class Repository(ABC):
    @abstractmethod
    def get(self, id: str) -> Entity:
        pass

    @abstractmethod
    def insert(self, entity: Entity) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def update(self, entity: Entity) -> None:
        pass

이 섹션에서는 DDD(도메인 중심 설계) 구현에 대한 자세한 예를 제공하지 않습니다. DDD는 주로 복잡한 비즈니스 로직 문제를 해결하는 데 초점을 맞춘 포괄적인 방법론이기 때문입니다. DDD는 복잡한 비즈니스 규칙을 구성하고 관리하는 데 탁월하지만 잠재력을 완전히 실현하고 다른 코딩 문제를 해결하려면 보완적인 아키텍처 프레임워크 내에서 활용하는 것이 가장 좋습니다. 따라서 다음 섹션에서는 도메인 기반 디자인을 육각형 아키텍처와 결합하여 강점을 강조하고 자세한 예와 함께 비즈니스 로직을 넘어서는 추가 코딩 문제를 해결하기 위한 견고한 기반을 제공합니다.

3. 육각형 아키텍처와 도메인 중심 디자인이 어떻게 상호 보완되는지

왜 육각형 아키텍처와 도메인 중심 디자인인가?

도메인 기반 디자인(DDD)과 육각형 아키텍처는 명확한 경계를 강조하고 소프트웨어를 비즈니스 요구에 맞춰 조정함으로써 서로를 보완합니다. DDD는 핵심 도메인을 모델링하고 비즈니스 논리를 격리하는 데 중점을 두는 반면, 육각형 아키텍처는 이 논리가 포트 및 어댑터를 통해 외부 시스템과 독립적으로 유지되도록 보장합니다. 서로 다르지만 보완적인 문제를 해결합니다.

• 프레임워크로서의 육각형 아키텍처:

  • 육각형 아키텍처는 전체 시스템이 구성되는 방식과 다양한 부분(예: 도메인, 인프라, 사용자 인터페이스)이 상호 작용하는 방식을 정의합니다.
  • 도메인 로직이 외부 문제와 독립적으로 작동할 수 있는 환경을 제공하여 인프라 세부 사항으로부터 자유로워집니다.

• 핵심 로직으로서의 도메인 중심 설계:

  • DDD는 비즈니스 로직이 캡슐화될 뿐만 아니라 실제 비즈니스 요구 사항을 반영하도록 보장하여 육각형 아키텍처로 정의된 핵심 도메인을 강화합니다.
  • 도메인 레이어를 효과적으로 설계하고 구현하여 의미와 적응성을 유지하는 방법에 중점을 둡니다.

두 가지 기능을 함께 사용하면 인프라나 기술의 변화로부터 격리되어 도메인이 중심이 되는 확장 가능하고 테스트 가능하며 유연한 시스템이 가능해집니다. 이러한 시너지 효과는 변화하는 비즈니스 요구 사항에 쉽게 적응할 수 있는 강력한 디자인을 보장합니다.
다음 섹션에서는 DDD(Domain-Driven Design)와 육각형 아키텍처가 함께 작동하여 강력하고 유지 관리가 가능하며 적응 가능한 소프트웨어 시스템을 만드는 방법에 대한 실제 예를 제공합니다.

실제 사례

이 프로젝트는 육각형 아키텍처와 도메인 기반 디자인(DDD)을 적용하여 확장 가능하고 유지 관리가 가능한 시스템을 만들어 애플리케이션 개발을 위한 현대적이고 강력한 기반을 제공합니다. Python으로 구축되었으며 FastAPI를 웹 프레임워크로, DynamoDB를 데이터베이스로 사용합니다.

프로젝트는 다음과 같이 구성됩니다.

src/ports/repository.py
from abc import ABC, abstractmethod
from typing import List
from src.entities import Entity

class Repository(ABC):
    @abstractmethod
    def get(self, id: str) -> Entity:
        pass

    @abstractmethod
    def insert(self, entity: Entity) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def update(self, entity: Entity) -> None:
        pass

내 GitHub 저장소에서 소스 코드를 찾을 수 있습니다.

4. 결론

6각형 아키텍처와 도메인 기반 디자인(DDD)을 Python 애플리케이션에 통합하면 유지 관리 및 적응이 가능하고 비즈니스 목표에 밀접하게 부합하는 시스템 개발이 촉진됩니다. 육각형 아키텍처는 핵심 비즈니스 로직과 외부 시스템을 명확하게 분리하여 유연성과 테스트 용이성을 향상시킵니다. DDD는 도메인을 정확하게 모델링하는 것을 강조하여 비즈니스 프로세스와 규칙을 실제로 반영하는 소프트웨어를 만듭니다. 이러한 방법론을 통합함으로써 개발자는 현재 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 미래의 비즈니스 요구 사항에 맞게 발전할 준비가 되어 있는 강력한 애플리케이션을 만들 수 있습니다.

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위 내용은 6각형 아키텍처와 도메인 기반 설계로 유지 관리 가능한 Python 애플리케이션 구축의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!