面向对象设计-开闭原则

一、开闭原则解决的问题

首先不对开闭原则下定义，先看一个不遵循开闭原则的例子。

你自己组装电脑主机，首先购买各种配件，然后按照主机的组成结构拼装在一起，就可以愉快打游戏了。

image.png

有一天，发现显卡带不动一款大型游戏了，所以你想换一块更好的显卡。but，当初买主板和显卡时，它俩的交互接口不是通用的，新买的显卡适配不了主板。

这时，你把主板换了，发现新主板又不适配硬盘了，最后把除了机箱电源之外的组件全部换新的，才升级完显卡。

为了升级显卡（扩展功能），把大部分组件都修改了（对修改不关闭）；如果最初组装机器时，各组件的接口都是通用的，那么选择适配接口的显卡即可完成升级。

现在对开闭原则下个定义，开闭原则（Open-Closed Principle, OCP）：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。

二、什么是开闭原则

对扩展开放、对修改关闭，这又是开放、又是关闭的，听起来有些矛盾、难以理解，一个东西不可能即开放，又关闭吧？

是的，同一个东西不可能既开放、又关闭！ 但是如果不是同一个东西呢？考虑上面装机的故事，多个组件组合在一起，构成了一台完整的主机；但是各组件又是单独的个体，可以对他们进行修改、扩展。既然动词扩展和修改的对象不是同一个，开放、关闭同时存在就成为了可能。

面向对象的世界中也是如此，多个对象通过一定的耦合，形成一个整体对外提供服务。那么什么是对修改关闭，对扩展开放呢？

对修改关闭：参考电脑主机的组成，各个组件之间的耦合，是有一套通用、统一接口，这套依赖关系是不会随着组件的不同而改变的，它是固定的，做到了“对修改关闭”。面向对象中，对修改关闭，意味着对象之间的依赖关系是固定的、不会随着需求变更而修改的。对象之间的依赖架构，是不可修改的，这是对修改关闭。

对扩展开放：世间唯一不变的就是改变，世界要向更好的方向发展。我们的需求是会不断变化的，要想保持进步，必须有可以改变的部分。在组装主机中，各个组件都可以独立升级，主机性能更加完美。面向对象中，对扩展开放，意味着可以在原有的对象组织关系中，轻松增加新特性。

三、实践开闭原则

要做到对修改关闭、构建一个稳固的对象依赖架构，需要高度抽象出对象的本质，依赖本质的抽象而不是具体的对象。因为本质是不会轻易改变的，通过本质依赖构建的结构也不会轻易发生改变。这对软件开发人员的抽象能力提出了很高的要求。

总结来说，就是抽象；从实践上来说，就是依赖接口、或者抽象类，而不要依赖具体对象。这也是另一条面向对象设计原则所倡导的：面向接口编程。

要做到对扩展开放，轻易增加新特性，需要把同类型的可变性封装在一起。试想如果内存的部分功能，和显卡都做到了同一个组件上，需要升级内存时，是不是也要把显卡也升级了？这对扩展开放了，但是开放得不够友好。

总结来说，就是封装可变性；从实践上来说，就是把同类特性封装到一个对象中，而不要散落在各处。这也是另一条面向对象设计原则所倡导的：单一职责。

四、开闭原则在其他领域的应用

不只是面向对象设计领域，其他领域也能找到开闭原则的影子。

redis cluster的数据分片设计：

• 寻找key对应的redis实例时，没有让hash(key)直接依赖redis实例，而是抽象出一层哈希槽，让hash(key)与哈希槽形成稳定的依赖关系（对修改关闭）

• 哈希槽与redis实例的关系时可变的，可以轻易进行水平扩展（对扩展开放）

image.png