架构师内功心法之设计原则

一.架构师内功心法之设计原则

1.为什么要学习软件架构设计原则

1.1.课程目标

1. 通过对节课内容的学习，了解设计原则的重要性。
2. 掌握七大设计原则的具体内容。

1.2.内容定位

学习设计原则，学习设计模式的基础。在实际开发过程中，并不是一定要求所有代码都遵循设计原则，我们要考虑人力、时间、成本、质量，不是刻意追求完美，要在适当的场景遵循设计原则，体现的是一种平衡取舍，帮助我们设计出更加优雅的代码结构。

1.3.七大设计原则

• 第1章 Open-Closed Principle 开闭原则
• 第2章 Dependence Inversion Principle 依赖倒置原则
• 第3章 Simple Responsibility Principle 单一职责原则
• 第4章 Interface Segregation Principle 接口隔离原则
• 第5章 Law of Demeter 迪米特法则
• 第6章 Liskov Substitution Principle 里氏替换原则
• 第7章 Composite&Aggregate Reuse Principle 合成复用原则

1.3.1.开闭原则

• 定义
  • 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放， 对修改关闭。所谓的开闭，也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调的是用抽象构建框架，用实现扩展细节。
  • 开闭原则，是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统，例如：我们版本更新，我尽可能不修改源代码，但是可以增加新功能。
  • 实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程。
• 总结
  • 对修改关闭，对扩展开放
  • 简单说：就是不修改原有实现类，而是新写实现类。
  • 缺点：会导致代码臃肿。

1.3.2.依赖倒置原则

• 定义
  • 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，并能够降低修改程序所造成的风险。
  • 以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定得多，因此大家在拿到需求之后，要面向接口编程，先顶层再细节来设计代码结构。
• 总结
  • 倒置：先框架，后细节。

1.3.3.单一职责原则

• 定义
  • 单一职责（Simple Responsibility Principle，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Class负责两个职责，一旦发生需求变更，修改其中一个职责的逻辑代码，有可能会导致 另一个职责的功能发生故障。这样一来，这个Class存在两个导致类变更的原因。如何解决这个问题呢？ 我们就要给两个职责分别用两个 Class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Class/Interface/Method只负责一项职责。
• 总结
  • 职责单一
  • 一个类只做一件事

1.3.4.接口隔离原则

• 定义
  • 接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）是指用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，客户端不应该依赖它不需要的接口。这个原则指导我们在设计接口时应当注意一下几点：
    1. 一个类对一类的依赖应该建立在最小的接口之上。
    2. 建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口。
    3. 尽量细化接口，接口中的方法尽量少（不是越少越好，一定要适度）。
  • 接口隔离原则符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想，从而使得类具有很好的可读性、可扩展性 和可维护性。我们在设计接口的时候，要多花时间去思考，要考虑业务模型，包括以后有可能发生变更 的地方还要做一些预判。所以，对于抽象，对业务模型的理解是非常重要的。
• 总结
  • 接口隔离原则和单一职责原则区别？
  • 接口隔离：指的接口
  • 单一职责：指的是类和方法

1.3.5.迪米特法则

• 定义
  • 迪米特原则（Law of Demeter LoD）是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解，又叫最少知道原则（Least Knowledge Principle,LKP），尽量降低类与类之间的耦合。迪米特原则主要强调只和朋友交流，不和陌生人说话。出现在成员变量、方法的输入、输出参数中的类都可以称之为成员朋友类， 而出现在方法体内部的类不属于朋友类。
• 总结
  • 参照访问修饰符
• 聚合vs组合
  • 聚合：个体与群体
  • 组合：头和身体，相同生命周期

1.3.6.里氏替换原则

• 定义
  • 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle,LSP）是指如果对每一个类型为 T1 的对象 o1,都有 类型为T2 的对象 o2,使得以T1 定义的所有程序 P 在所有的对象o1都替换成 o2时，程序 P 的行为没 有发生变化，那么类型T2是类型T1的子类型。
  • 可以理解为一个软件实体如果适用一个父类的话， 那一定是适用于其子类，所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象，子类对象能够替换父类 对象，而程序逻辑不变。
  • 引申含义：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
    1. 子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。
    2. 子类中可以增加自己特有的方法。
    3. 当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的输入/入参）要比父类方法的输入参数更宽松。
    4. 当子类的方法实现父类的方法时（重写/重载或实现抽象方法），方法的后置条件（即方法的输 出/返回值）要比父类更严格或相等。
• 总结
  • 子类不能改变父类原有方法，可以新增方法。

1.3.7.合成复用原则

• 定义
  • 合成复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle,CARP）是指尽量使用对象组合(has-a)/ 聚合(contains-a)，而不是继承关系达到软件复用的目的。可以使系统更加灵活，降低类与类之间的耦 合度，一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。
  • 继承我们叫做白箱复用，相当于把所有的实现细节暴露给子类。组合/聚合也称之为黑箱复用，对类以外的对象是无法获取到实现细节的。要根据具体的业务场景来做代码设计，其实也都需要遵循 OOP 模型。
• 总结
  • 多用聚合组合代替继承原则

1.4.设计原则总结

学习设计原则，学习设计模式的基础。在实际开发过程中，并不是一定要求所有代码都遵循设计原 则，我们要考虑人力、时间、成本、质量，不是刻意追求完美，要在适合的场景遵循设计原则，体现的是一种平衡取舍，帮助我们设计出更加优雅的代码结构。