六边形架构或六角架构是Alistair Cockburn在2005年提出，解决了传统的分层架构所带来的问题，实际上它也是一种分层架构，只不过不是上下或左右，而是变成了内部和外部。在领域驱动设计（DDD）和微服务架构中都出现了六边形架构的身影，在《实现领域驱动设计》一书中，作者将六边形架构应用到领域驱动设计的实现，六边形的内部代表了application和domain层，而在Chris Richardson对微服务架构模式的定义中，每个微服务使用六边形架构设计，足见六边形架构的重要性。那么让我们一探究竟，它为何如此受青睐。
问题
传统的分层架构具有广泛的应用，例如经典的三层架构，把系统分为表示层、业务逻辑层、数据访问层。在Martin Fowler的《企业应用架构模式》一书中做过深入阐述，本书04年出版，时至今日分层架构仍然是常用的设计方法，分层架构可以降低耦合、提高复用、分而治之，但同时也还是存在一些问题：
- 应用逻辑在不同层泄露，导致替换某一层变得困难、难以对核心逻辑完整测试：你是否有过困惑，代码到底应该放在哪个层，虽然定义了各层的职责，但是总有人不严格遵循层次的分界，对于三层架构，常常会出现业务逻辑写在了表示层，或者业务逻辑直接和数据访问绑定。
- 传统的分层架构是一维的结构，有时应用不光是上下的依赖，可能是多维的依赖，这时一维的结构就无法适应了。
架构说明
六边形架构又称为端口-适配器，这个名字更容器理解。六边形架构将系统分为内部（内部六边形）和外部，内部代表了应用的业务逻辑，外部代表应用的驱动逻辑、基础设施或其他应用。内部通过端口和外部系统通信，端口代表了一定协议，以API呈现。一个端口可能对应多个外部系统，不同的外部系统需要使用不同的适配器，适配器负责对协议进行转换。这样就使得应用程序能够以一致的方式被用户、程序、自动化测试、批处理脚本所驱动，并且，可以在与实际运行的设备和数据库相隔离的情况下开发和测试。
内涵
六边形架构的重点体现在以下几个方面：
-
关注点
对于分层架构中层次的界定，Martin Fowler给出了一个判定的方法，就是如果把表示层换成其他实现，如果和原来的表示层有重复实现的内容，那么这部分内容就应该放到业务逻辑层。那么如何让开发人员在系统设计过程中始终保持这种视角，传统的分层架构是难以做到的。六边形架构有一个明确的关注点，从一开始就强调把重心放在业务逻辑上，外部的驱动逻辑或被驱动逻辑存在可变性、可替换性，依赖具体技术细节。而业务逻辑相对更加稳定，体现应用的核心价值，需要被详尽的测试。 -
外部可替换
一个端口对应多个适配器，是对一类外部系统的归纳，它体现了对外部的抽象。应用通过端口为外界提供服务，这些端口需要被良好的设计和测试。内部不关心外部如何使用端口，从一开始就要假定外部使用者是可替换的。六边形的六并没有实质意义，只是为了留足够的空间放置端口和适配器，一般端口数不会超过4个。适配器可以分为2类，“主”、“从”适配器，也可称为“驱动者”和“被驱动者”。 -
自动测试
在六边形架构中，自动化测试和用户具有同等的地位，在实现用户界面的同时就需要考虑自动化测试。它们对应相同的端口。六边形架构不仅让自动化测试这件事情成为设计第一要素，同时自动化测试也保证应用逻辑不会泄露到用户界面，在技术上保证了层次的分界。 -
依赖倒置
六边形架构必须遵循如下规则：内部相关的代码不能泄露到外部。所谓的泄露是指不能出现内部依赖外部的情况，只能外部依赖内部，这样才能保证外部是可以替换的。对于驱动者适配器，就是外部依赖内部的。但是对于被驱动者适配器，实际是内部依赖外部，这时需要使用依赖倒置，由驱动者适配器将被驱动者适配器注入到应用内部，这时端口的定义在应用内部，但是实现是由适配器实现。
代码示例
https://github.com/zhongpan/hexagonal-architecture-sample
- app层
app.h
#pragma once
namespace app {
class RateRepository {
public:
virtual double getRate(double amount) = 0;
};
class Discounter {
public:
Discounter(RateRepository* rateRepository)
: _rateRepository(rateRepository) {}
double discount(double amount);
private:
RateRepository* _rateRepository;
};
}
app.cpp
#include "app.h"
namespace app {
double Discounter::discount(double amount) {
if (amount <= 0) return 0;
double rate = _rateRepository->getRate(amount);
return amount * rate;
}
}
- 命令行adapter
cmd.cpp
#include "app.h"
#include "repo.h"
#include <iostream>
using namespace app;
using namespace repo;
int main(int argc, char* argv[]) {
double amount = 0.0;
std::cout << "please enter amount:";
std::cin >> amount;
MockRateRepository repo;
Discounter app(&repo);
std::cout << "discount is:" << app.discount(amount) << std::endl;
}
- 单元测试adapter
test.cpp
#define BOOST_TEST_MAIN
#include "app.h"
#include <boost/test/unit_test.hpp>
#include <boost/smart_ptr.hpp>
using namespace boost;
class MockConstRateRepository : public app::RateRepository {
public:
MockConstRateRepository(double rate) : _rate(rate) {}
double getRate(double amount) {
return _rate;
}
private:
double _rate;
};
BOOST_AUTO_TEST_SUITE(s_discount)
BOOST_AUTO_TEST_CASE(t_discount)
{
double RATE_0point01 = 0.01;
MockConstRateRepository repo(RATE_0point01);
app::Discounter app(&repo);
BOOST_CHECK_EQUAL(app.discount(100), 100*RATE_0point01);
BOOST_CHECK_EQUAL(app.discount(0), 0);
BOOST_CHECK_EQUAL(app.discount(-100), 0);
}
BOOST_AUTO_TEST_SUITE_END()
- 持久化adapter
repo.h
#pragma once
#include "app.h"
namespace repo {
class MockRateRepository : public app::RateRepository {
public:
double getRate(double amount);
};
}
repo.cpp
#include "repo.h"
namespace repo {
double MockRateRepository::getRate(double amount) {
if (amount <= 100) return 0.01;
if (amount <= 1000) return 0.02;
return 0.05;
}
}