大型Java进阶专题(二) 软件架构设计原则（上）
漂泊在外的程序员老王 人气:0
## 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:
```java
//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");
}
}
```
```java
//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。
```java
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();
}
```
```java
//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");
}
}
```
```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");
}
}
```
```java
//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();
}
}
```
```java
//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：
```java
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");
}
}
}
```
```java
//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
```java
//直播
public class LiveCourse {
public void study(String courseName){
System.out.println(courseName + "不能快进看");
}
}
```
```java
//录播
public class ReplayCourse {
public void study(String courseName){
System.out.println(courseName + "可以反复回看");
}
}
```
```java
//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:
```java
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。
```java
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：
```java
/**
* 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
```java
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。
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