七大软件架构设计原则-读书笔记

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开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）

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。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，例如版本更新，我们尽可能不修改源码，但是可以增加新功能。

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1、课程接口ICourse
2、他有一个Java架构课程的类JavaCourse
3、现在要给Java架构课程做活动，价格优惠。
如果修改JavaCourse中的getPrice()方法，则会存在一定风险，可能影响其他地方的调用结果。
如何在不修改原有代码的前提下，实现价格优惠这个功能呢？
4、我们再写一个处理优惠逻辑的JavaDiscountCourse类，而不是直接修改JavaCourse类

ublic interface ICourse {
   Double getPrice();
}

public class JavaCourse implements ICourse {
    public Double price;
    public JavaCourse(Double price) {
        this.price = price;
    }
    @Override
    public Double getPrice() {
        return price;
    }
}

public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
    public JavaDiscountCourse(Double price) {
        super(price);
    }
    public Double getDiscountPrice(Double discountRate) {
        return price * discountRate;
    }
    public Double getOriginPrice() {
        return price;
    }
}

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依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle，DIP）

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，可以降低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，并降低修改程序带来的风险

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public class Tom {
    public void studyEnglish(){}
    public void studyChinese(){}
}

public class MainBusiness {
    public static void main(String[] args) {
        Tom tom = new Tom();
        tom.studyEnglish();
        tom.studyChinese();
    }
}

Tom再追加学习画画的话。
这个时候，需要业务扩展，代码要从底层到高层（调用层）一次修改代码。
在Tom类中增加studyDraw()的方法，在高层也要追加调用。
如此一来，在系统发布以后，实际上是非常不稳定的，在修改代码的同时会带来意想不到的风险。

public interface ICourse {
    void study();
}
public class ChineseCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
    }
}
public class EnglishCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
    }
}
public class Daming {
    void study(ICourse course){
        course.study();
    }
}
public class MainBusiness {
    public static void main(String[] args) {
        Daming daming = new Daming();
        daming.study(new ChineseCourse());
        daming.study(new EnglishCourse());
    }
}

如上涉及到了代码注入，目前已知有3种
1、作依赖注入
        Daming daming = new Daming();
        daming.study(new ChineseCourse());
        
2、构造器注入
		Daming daming = new Daming(new ChineseCourse());
		
3、Setter注入方式（如果lingLing的ICourse是全局单例，则只能选择Setter注入方式）
        public class LingLing {
            ICourse course;
            public void setCourse(ICourse course) {
                this.course = course;
            }
            public void study() {
                course.study();
            }
        }

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后，要面向接口编程，按照先顶层再细节的顺序设计代码结构。

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单一职责原则（Simple Responsibility Principle，SRP）

指不要存在一个以上导致类变更的原因。假设有一个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就存在两个导致类变更的原因。
如何解决这个问题呢？
我们就要分别用两个Class来实现两个职责，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。

在实际项目中，代码会存在依赖、组合、聚合关系，在项目开发过程中还受到项目的规模、周期、技术人员水平、对进度把控的影响，导致很多类都不能满足单一职责原则。但是，我们在编写代码的过程中，尽可能地让接口和方法保持单一职责，对项目后期的维护是有很大帮助的。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）

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，应当注意以下几点。
（1）一个类对另一个类的依赖应该建立在最小接口上。
（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“高聚合、低耦合”的设计思想，使得类具有很好的可读性、可扩展性和可维护性。在设计接口的时候，要多花时间思考，要考虑业务模型，包括还要对以后可能发生变更的地方做一些预判。所以，在实际开发中，我们对抽象、业务模型的理解是非常重要的。

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public interface IAnimal {
    void fly();
    void swim();
    void run();
}

大多数时候鸟类的swim()方法可能只能空着，
陆地动物的fly()方法可能只能空着,代表接口就有些臃肿了
这时候，我们针对不同动物的行为来设计不同的接口
public interface IFlyAnimal {
    void fly();
}
public interface IRunAnimal {
    void run();
}
public interface ISwimAnimal {
    void swim();
}

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迪米特法则（Law of Demeter，LoD）又叫作最少知道原则（Least Knowledge Principle，LKP）

指一个对象应该对其他对象保持最少的了解，尽量降低类与类之间的耦合。迪米特法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、方法的输入和输出参数中的类都可以被称为成员朋友类，而出现在方法体内部的类不属于朋友类。

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public class Task {}

public class Employee {
    void checkTask(List<Task> tasks){}
}

public class Leader {
    public void commandCheck(Employee employee){
        List<Task> taskList = new ArrayList<>();
        employee.checkTask(taskList);
    }
}
public class MainBusiness {
    public static void main(String[] args) {
        Leader leader = new Leader();
        Employee employee = getTaskList();
        leader.commandCheck(employee);
    }
}

代码实际意义：领导吩咐员工取检查任务

根据迪米特法则，TeamLeader和Course并不是朋友。
Employee统计需要引用Course对象，Leader只想要结果，不需要跟Course产生直接交流。

PS：领导让你统计报表你让老板去替你收集数据也说不过去

public class Employee {
    void checkTask1(){
        List<Task> taskList = getTaskList();
        // 校验逻辑
    }
}
public class Leader {
    public void commandCheck1(Employee employee){
        employee.checkTask1();
    }
}
public class MainBusiness {
    public static void main(String[] args) {
        Leader leader = new Leader();
        Employee employee1 = new Employee();
        leader.commandCheck1(employee1);
    }
}

领导发话就可以了，不需要做任何员工的任务量

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里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）

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

子类对象能够替换父类对象，而程序逻辑不变。说明，子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。根据这个理解，我们对里氏替换原则的定义总结如下。

（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（即方法的输入参数）要比父类的方法更宽松。
（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）要比父类的方法更严格或相等。

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public class JavaCourse implements ICourse {
    public Double price;
    public JavaCourse(Double price) {
        this.price = price;
    }
    @Override
    public Double getPrice() {
        return price;
    }
}
public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
    public JavaDiscountCourse(Double price) {
        super(price);
    }
    public Double getDiscountPrice(Double discountRate) {
        return price * discountRate;
    }
    public Double getOriginPrice() {
        return price;
    }
}

getOriginPrice() 就是典型的违反了里氏替换原则。我们不应该覆盖getPrice()方法

public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
    public JavaDiscountCourse(Double price) {
        super(price);
    }
    public Double getDiscountPrice(Double discountRate) {
        return price * discountRate;
    }
    public Double getPrice() {
        return price;
    }
}

使用里氏替换原则有以下优点。
（1）约束继承泛滥，是开闭原则的一种体现。
（2）加强程序的健壮性，同时变更时可以做到非常好的兼容性，提高程序的维护性、可扩展性，降低需求变更时引入的风险。

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合成复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle，CARP）

指尽量使用对象组合（has-a）或对象聚合（contanis-a）的方式实现代码复用，而不是用继承关系达到代码复用的目的。合成复用原则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小。

继承，又被称为白箱复用，相当于把所有实现细节暴露给子类。
组合/聚合又被称为黑箱复用，对类以外的对象是无法获取实现细节的。
我们要根据具体的业务场景来做代码设计，其实也都需要遵循面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）模型。

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总结

-----------------------------------------------------------------------------摘自《设计模式就该这样学：基于经典框架源码和真实业务场景》（谭勇德）