CQRS 與其起源#

CQRS 全名為 Command-Query Responsibility Segregation。其核心概念極為簡單：不再使用單一的統一模型，而是引入兩個模型——一個負責讀取，另一個負責寫入。

CQRS 由 Greg Young 於 2010 年提出，其理論基礎來自 Bertrand Meyer 所定義的 Command-Query Separation（CQS） 原則。

CQS 原則#

CQS 原則規定：每個方法都應該是 Command 或 Query，而非兩者兼具。換句話說，「提問不應改變答案」。

• Command：產生副作用（side-effect），回傳 void
• Query：無副作用（side-effect free），回傳非 void 值

遵循此原則，僅透過方法簽名就能判斷其用途，無需深入實作細節，從而提升程式碼的可讀性。

CQS 的限制#

CQS 並非在所有情況下都適用，以下兩種場景可能需要違反此原則：

• Stack.pop()：同時移除元素並回傳值，拆分為兩個方法反而不合理
• 競態條件（Race Condition）：當 Query 結果可能在 Command 執行前過期時，需要將兩者合併以確保操作的原子性

// 遵循 CQS
public bool fileExists(String path) {
    return file.exists(path);
}
public void writeToFile(String path, String content) {
    if (!fileExists(path))
        throw new IllegalArgumentException();
    file.writeAllText(path, content);
}

// 違反 CQS（但確保原子性）
public Result writeToFile(String path, String content) {
    try {
        file.writeAllText(path, content);
        return Result.ok();
    }
    catch (fileNotFoundException e) {
        return Result.fail("File not found");
    }
}

儘管存在例外情況，CQS 仍應作為預設的設計選擇，僅在確有必要時才偏離。

從 CQS 到 CQRS#

CQS 關注的是方法層級的分離，而 CQRS 則將相同的概念提升到模型與類別層級：

CQRS 鼓勵你將單一的統一 Domain Model 拆解為兩個模型：一個處理 Command（寫入），另一個處理 Query（讀取）。

為什麼要使用 CQRS#

CQRS 的三大核心效益：

可擴展性（Scalability）#

在典型的企業級應用中，讀取操作遠多於寫入操作。CQRS 允許對讀寫進行非對稱擴展：

• Command 端（Create / Update / Delete）：1 台伺服器
• Query 端（Read）：10 台伺服器

由於 Command 與 Query 的處理本質上是不對稱的，非對稱擴展完全合理。

效能（Performance）#

即使讀寫部署在同一台伺服器上，分離後仍可針對 Query 端進行獨立優化：

• 為查詢 API 設置專屬快取
• 使用資料庫特定功能與手工優化的 SQL
• 不受 Command 端 ORM 的限制

簡潔性（Simplicity）#

CQRS 最重要的效益是簡潔性。Command 端與 Query 端的需求截然不同，試圖用單一模型來滿足兩者，如同「將方形積木塞入圓形孔洞」，最終只會得到一個過度複雜且兩頭不討好的模型。

CQRS 可視為單一職責原則（SRP）在架構層級的應用：

• Commands：負責變更資料
• Queries：負責讀取資料

透過明確區分兩種不同的使用場景，引入各自獨立的模型，能大幅降低程式碼複雜度。每個模型只做一件事，且做得好。

真實世界中的 CQRS#

你可能已經在不知不覺中使用了 CQRS 模式：

• ORM 寫入 + Raw SQL 讀取：使用 Hibernate 寫入資料庫，但用 JDBC 原生 SQL 讀取——這就是 CQRS
• Database Views：為特定的讀取場景建立最佳化的資料庫視圖
• ElasticSearch：從關聯式資料庫索引資料，提供豐富的全文搜尋能力——寫入模型與讀取模型完全分離

上述場景的共通點是：寫入使用一種模型，讀取使用另一種完全獨立的模型。差別只在於讀取模型是自行建構還是借助既有軟體。

小結#

• CQRS 源自 CQS 原則，並將其擴展到架構層級
• CQRS 將統一的 Domain Model 拆分為 Command Model 與 Query Model
• 三大效益：可擴展性、效能，以及最重要的——簡潔性
• CQRS 本質上是 SRP 在架構層級的應用
• ElasticSearch、Database Views 等都是 CQRS 在真實世界中的實例