SOLID原则

S.O.L.I.D是面向对象设计和编程(OOD&OOP)中几个重要编码原则(Programming Priciple)的首字母缩写。

SRP [The Single Responsibility Principle ] 单一责任原则
OCP [The Open Closed Principle] 开放封闭原则
LSP [The Liskov Substitution Principle] 里氏替换原则
DIP [The Dependency Inversion Principle] 依赖倒置原则
ISP [The Interface Segregation Principle] 接口分离原则
  1. 单一责任原则: 当需要修改某个类的时候原因有且只有一个。换句话说就是让一个类只做一种类型责任,当这个类需要承当其他类型的责任的时候,就需要分解这个类。 类被修改的几率很大,因此应该专注于单一的功能。如果你把多个功能放在同一个类中,功能之间就形成了关联,改变其中一个功能,有可能中止另一个功能,这时就需要新一轮的测试来避免可能出现的问题,非常耗时耗力。

  2. 开放封闭原则:软件实体应该是可扩展,而不可修改的。也就是说,对扩展是开放的,而对修改是封闭的。这个原则是诸多面向对象编程原则中最抽象、最难理解的一个。

(1)通过增加代码来扩展功能,而不是修改已经存在的代码。
(2)若客户模块和服务模块遵循同一个接口来设计,则客户模块可以不关心服务模块的类型,服务模块可以方便扩展服务(代码)。
(3)OCP支持替换的服务,而不用修改客户模块。

public boolean sendByEmail(String addr, String title, String content) {

}

public boolean sendBySMS(String addr, String content) {

}

// 在其它地方调用上述方法发送信息
sendByEmail(addr, title, content);

sendBySMS(addr, content);

如果现在又多了一种发送信息的方式,比如可以通过QQ发送信息,那么不仅需要增加一个方法sendByQQ(),还需要在调用它的地方进行修改,违反了OCP原则,更好的方式是抽象出一个Send接口,里面有个send()方法,然后让SendByEmail和SendBySMS去实现它既可。这样即使多了一个通过QQ发送的请求,那么只要再添加一个SendByQQ实现类实现Send接口既可。这样就不需要修改已有的接口定义和已实现类,很好的遵循了OCP原则。

  1. 里氏替换原则:当一个子类的实例应该能够替换任何其超类的实例时,它们之间才具有is-A关系
    客户模块不应关心服务模块的是如何工作的;同样的接口模块之间,可以在不知道服务模块代码的情况下,进行替换。即接口或父类出现的地方,实现接口的类或子类可以代入。

  2. 接口分离原则:不能强迫用户去依赖那些他们不使用的接口。换句话说,使用多个专门的接口比使用单一的总接口总要好。 客户模块不应该依赖大的接口,应该裁减为小的接口给客户模块使用,以减少依赖性。

public interface Animal {

    public void eat();      // 吃
    
    public void sleep();    // 睡
  
    public void crawl();     // 爬

    public void run();      // 跑
}

public class Snake implements Animal {

    public void eat() {

    }
    
    public void sleep() {

    }
  
    public void crawl() {

    }

    public void run(){

    }

}

public class Rabit implements Animal {

    public void eat() {

    }
    
    public void sleep() {

    }
  
    public void crawl() {

    }

    public void run(){

    }

}

上面的例子,Snake并没有run的行为而Rabbit并没有crawl的行为,而这里它们却必须实现这样不必要的方法,更好的方法是crawl()和run()单独作为一个接口,这需要根据实际情况进行调整,反正不要把什么功能都放在一个大的接口里,而这些功能并不是每个继承该接口的类都所必须的。

5.依赖注入或倒置原则:1. 高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象 2. 抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
这个设计原则的亮点在于任何被DI框架注入的类很容易用mock对象进行测试和维护,因为对象创建代码集中在框架中,客户端代码也不混乱。有很多方式可以实现依赖倒置,比如像AspectJ等的AOP(Aspect Oriented programming)框架使用的字节码技术,或Spring框架使用的代理等。

(1).高层模块不要依赖低层模块;
(2).高层和低层模块都要依赖于抽象;
(3).抽象不要依赖于具体实现;
(4).具体实现要依赖于抽象;
(5).抽象和接口使模块之间的依赖分离。

先让我们从宏观上来看下,举个例子,我们经常会用到宏观的一种体系结构模式--layer模式,通过层的概念分解和架构系统,比如常见得三层架构等。那么依赖关系应该是自上而下,也就是上层模块依赖于下层模块,而下层模块不依赖于上层,如下图所示。


这应该还是比较容易理解的,因为越底层的模块相对就越稳定,改动也相对越少,而越上层跟需求耦合度越高,改动也会越频繁,所以自上而下的依赖关系使上层发生变更时,不会影响到下层,降低变更带来的风险,保证系统的稳定。
上面是立足在整体架构层的基础上的结果,再换个角度,从细节上再分析一下,这里我们暂时只关注UI和Service间的关系,如下面这样的依赖关系会有什么样的问题?

第一,当需要追加提供一种新的Service时,我们不得不对UI层进行改动,增加了额外的工作。
第二,这种改动可能会影响到UI,带来风险。
第三,改动后,UI层和Logic层都必须重新再做Unit testing。

那么具体怎么优化依赖关系才能让模块或层间的耦合更低呢?想想前面讲的OCP原则吧,观点是类似的。
我们可以为Service追加一个抽象层,上层UI不依赖于Service的details,UI和Service同时依赖于这个Service的抽象层。如下图是我们的改进后的结果。


这样改进后会有什么好处呢?
第一,Service进行扩展时,一般情况下不会影响到UI层,UI不需要改动。
第二,Service进行扩展时,UI层不需要再做Unit testing。

总结:
一个对象只承担一种责任,所有服务接口只通过它来执行这种任务。
程序实体,比如类和对象,向扩展行为开放,向修改行为关闭。
子类应该可以用来替代它所继承的类。
一个类对另一个类的依赖应该限制在最小化的接口上。
依赖抽象层(接口),而不是具体类。

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