大型Java进阶专题(二) 软件架构设计原则（上）
- 2020 年 3 月 10 日
- 筆記
前言
今天开始我们专题的第一课了，也是我开始进阶学习的第一天，我们先从经典设计思想开始，看看大牛市如何写代码的，提升技术审美、提高核心竞争力。本章节参考资料书籍《Spring 5核心原理》中的第一篇 Spring 内功心法（没有电子档，都是我取其精华并结合自己的理解，一个字一个字手敲出来的）。
开闭原则
开闭原则(Open-Closed Principle,OCP)是指一个软件实体(如类，模块和函数)应该对扩展开发，对修改关闭。所谓的开闭，也正是对扩展和修改的两种行为的一个原则。它强调的是用抽象构建框架，用实现扩展细节，可以提高软件系统的可复用性及可维护性。开闭原则他是面向对象设计中最基础的设计原则。它知道我们如何建立稳定、灵活的系统。例如版本更新，我们尽可能不修改源码，但可以增加新功能。常见于我们经常写的接口与实现类的使用上，先接口定义好，对于不同的需求写不同的实现类，后期有改动若不修改原有代码，可以重新写一个实现类。依赖倒置原则
依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle,DIP）是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖底层模块，二者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。通过依赖倒置，可以减少类与类之间的耦合性，提高系统的稳定性，提高代码的可读性和可维护性，并且能够降低修改程序所造成的风险。这是一个比较重要的设计原则，在我们日常开发中，经常有使用该思想的场景，能避免很多时候业务更改时，只需要改动少量代码就可以完成需求。下面我们通过一个例子，来深入理解该思想。以学习课程为例:
//Tom正在学习两个课程 public class Tom { public void studyJva() { System.out.println("正在学习Java"); } public void studyPython() { System.out.println("正在学习Python"); } }//这里调用Tom的两个学习方法 public static void main(String[] args) { Tom tom = new Tom(); tom.studyJva();; tom.studyPython(); } 看上去以上两个类的方法与调用没有毛病，但是随着业务的扩展，Tom又想继续学习Go语言，这时候我们就需要从低层到高层（调用层）依次修改代码。先在Tom里面正在studyGo()方法，然后在main中加以调用。这样一来，系统发布以后，实际上非常不稳定，现在代码少能清晰知晓，但是实际项目中，代码量、涉及的业务非常多，修改多个类的代码，可能会代码意想不到的风险。
接下来我们根据依赖倒置的思想来优化代码，先创建一个ICourse接口。
public interface ICourse { /** * 抽象出来一个专门用来学习的方法,抽象不依赖细节,不去关心去学习什么课程 */ void study(); }//创建一个Java课程学习 public class JavaCourse implements ICourse { /** *由实现类去觉得具体学习什么课程(细节应该依赖抽象) */ public void study() { System.out.println("Tom在学习Java"); } }//创建一个Python课程学习 public class PythonCourse implements ICourse { public void study() { System.out.println("Tom在学习Python"); } }//修改Tom public class Tom { public void study(ICourse course){ //应证了高层模块不应该依赖底层模块,应该依赖其抽象 course.study(); } }//调用方代码 public static void main(String[] args) { Tom tom = new Tom(); tom.study(new JavaCourse()); tom.study(new PythonCourse()); } 通过以上代码改造，可以看出了依赖倒置原则的核心思想。通过抽象课程学习的接口，减少了类与类之间的耦合性和可维护性。当又有新的课程添加，我们直接可以再添加一个实现类，通过传参的方式告知Tom，而不在需要修改底层代码（也体现了开闭原则）。
大家要切记：以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定的多，因此在拿到需求之后，要面向接口编程，先顶层再细节设计代码结构。
单一职责原则
单一职责（Simple Responsibility Pinciple,SRP）是指不要存在多于一个导致类变更的原因。假设我们有一个类负责两个职责，一旦发生需求变更，修改其中一个职责的代码，有可能导致另外一个职责的功能发生故障。这样一来，这个类就存在两个导致类发生变更的原因。如何解决这个问题呢？将两个职责用两个类来实现，进行解耦。后期需求变更维护互不影响。这样的设计，可以降低类的复杂度，提高类的可读性，提高系统的可维护性，降低变更引起的风险。总体来说，就是一个类、接口或方法只负责一项职责。
接下来，我们来看代码示例，还用课程举例，我们的课程有直播课和录播课。直播课不能快进和快退，录播课程可以任意反复观看，功能职责不一样，还是想创建一个Course类：
public class Course { public void study(String courseName){ if ("直播课".equals(courseName)){ System.out.println(courseName + "不能快进"); }else { System.out.println(courseName + "可以反复回看"); } } }//看下调用代码 public static void main(String[] args) { Course course = new Course(); course.study("直播课"); course.study("录播课"); } 从上面的的代码来看,Course类承担了两种处理逻辑。假如现在要对课程进行加密，直播课与录播课的加密逻辑不一样，必须修改代码。而修改代码的逻辑势必会相互影响，容易带来不可控的风险。我们对职责进行解耦，来看代码，分别创建两个类
//直播 public class LiveCourse { public void study(String courseName){ System.out.println(courseName + "不能快进看"); } }//录播 public class ReplayCourse { public void study(String courseName){ System.out.println(courseName + "可以反复回看"); } }//调用代码 public static void main(String[] args) { LiveCourse liveCourse = new LiveCourse(); liveCourse.study("直播课!"); ReplayCourse replayCourse = new ReplayCourse(); replayCourse.study("录播课!"); } 此时业务继续发展，课程要做权限。没有付费的学员可以获得课程基本信息，已经付费的学员可以获得视频流，即学习权限。设计一个顶层接口，创建ICourse接口:
public interface ICourse { //获取课程基本信息 String getCourseName(); //获取视频流 byte[] getCourseVideo(); //学习课程 void studyCourse(); //退款 void refundCourse(); } 其实在控制课程层面上至少有两个职责。我们可以把展示职责和管理职责分离开来，都实现同一个抽象依赖。我们可以把这个接口拆成两个接口:ICourseInfo和ICourseManager。
public interface ICourseInfo { //获取课程基本信息 String getCourseName(); //获取视频流 byte[] getCourseVideo(); } public interface ICourseManager { //学习课程 void studyCourse(); //退款 void refundCourse(); }我们看下类图
以上是类/接口的单一职，下面我们看下方法层面的单一职责，有时候我们会偷懒，把一个方法写成下面这样：
/** * 修改用户信息 */ private void modityUserInfo(String userName,String address){ userName="LaoWang"; address = "BeiJin"; } private void modityUserInfo(String userName,String... fileds){ userName="LaoWang"; for (String filed : fileds) { //.... } } private void modityUserInfo(String userName,String address,boolean bool){ if (bool){ //... }else { //... } userName = "LaoWang"; address = "BeiJin"; } 显然,上面的modityUserInfo()方法承担了多个职责，既可以修改userName又可以修改address，甚至更多，明显不符合单一职责。我们做如下修改，可以拆成两个方法
private void modifyUserName(String userName){ userName="LaoWang"; } private void modifyAddress(String address){ address = "BeiJin"; } 修改之后，开发起来简单，维护起来也容易。我们在实际开发中会有项目依赖、组合、聚合这些关系，还有的项目的规模、周期、技术人员的水平、对进度的把控，很多类都不符合单一职责。但是，我们在编写代码的过程中，尽可能的让接口和方法保持单一职责，对项目后期的维护是有很大的帮助的。
