大型Java进阶专题(二) 软件架构设计原则（上）

前言

​ 今天开始咱们专题的第一课了，也是我开始进阶学习的第一天，咱们先从经典设计思想开始，看看大牛市如何写代码的，提高技术审美、提升核心竞争力。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本身的理解，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，能够提升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。它知道咱们如何创建稳定、灵活的系统。例如版本更新，咱们尽量不修改源码，但能够增长新功能。常见于咱们常常写的接口与实现类的使用上，先接口定义好，对于不一样的需求写不一样的实现类，后期有改动若不修改原有代码，能够从新写一个实现类。

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,高层模块不该该依赖底层模块，两者都应该依赖其抽象。抽象不该该依赖细节，细节应该依赖抽象。经过依赖倒置，能够减小类与类之间的耦合性，提升系统的稳定性，提升代码的可读性和可维护性，而且可以下降修改程序所形成的风险。这是一个比较重要的设计原则，在咱们平常开发中，常常有使用该思想的场景，能避免不少时候业务更改时，只须要改动少许代码就能够完成需求。下面咱们经过一个例子，来深刻理解该思想。

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，可是随着业务的扩展，Tom又想继续学习Go语言，这时候咱们就须要从低层到高层（调用层）依次修改代码。先在Tom里面正在studyGo()方法，而后在main中加以调用。这样一来，系统发布之后，实际上很是不稳定，如今代码少能清晰知晓，可是实际项目中，代码量、涉及的业务很是多，修改多个类的代码，可能会代码意想不到的风险。

​ 接下来咱们根据依赖倒置的思想来优化代码，先建立一个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();
}

//建立一个Java课程学习
public class JavaCourse implements ICourse {
    /**
     *由实现类去以为具体学习什么课程(细节应该依赖抽象)
     */
    public void study() {
        System.out.println("Tom在学习Java");
    }
}

//建立一个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){
        //应证了高层模块不该该依赖底层模块,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());
}

​ 经过以上代码改造，能够看出了依赖倒置原则的核心思想。经过抽象课程学习的接口，减小了类与类之间的耦合性和可维护性。当又有新的课程添加，咱们直接能够再添加一个实现类，经过传参的方式告知Tom，而不在须要修改底层代码（也体现了开闭原则）。

​ 你们要切记：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，所以在拿到需求以后，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致使类变动的缘由。假设咱们有一个类负责两个职责，一旦发生需求变动，修改其中一个职责的代码，有可能致使另一个职责的功能发生故障。这样一来，这个类就存在两个致使类发生变动的缘由。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。后期需求变动维护互不影响。这样的设计，能够下降类的复杂度，提升类的可读性，提升系统的可维护性，下降变动引发的风险。整体来讲，就是一个类、接口或方法只负责一项职责。

​ 接下来，咱们来看代码示例，还用课程举例，咱们的课程有直播课和录播课。直播课不能快进和快退，录播课程能够任意反复观看，功能职责不同，仍是想建立一个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 + "能够反复回看");
        }
    }
}

//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。假如如今要对课程进行加密，直播课与录播课的加密逻辑不同，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。咱们对职责进行解耦，来看代码，分别建立两个类

//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 + "能够反复回看");
    }
}

//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，课程要作权限。没有付费的学员能够得到课程基本信息，已经付费的学员能够得到视频流，即学习权限。设计一个顶层接口，建立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。咱们能够把展现职责和管理职责分离开来，都实现同一个抽象依赖。咱们能够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();
}

咱们看下类图


以上是类/接口的单一职，下面咱们看下方法层面的单一职责，有时候咱们会偷懒，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，既能够修改userName又能够修改address，甚至更多，明显不符合单一职责。咱们作以下修改，能够拆成两个方法

private void modifyUserName(String userName){
        userName="LaoWang";
    }

    private void modifyAddress(String address){
        address = "BeiJin";
    }

​ 修改以后，开发起来简单，维护起来也容易。咱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，不少类都不符合单一职责。可是，咱们在编写代码的过程当中，尽量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。