软件架构设计的七大原则

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。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：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。在现实生活中对于开闭原则也有体现。比如，很多互联网公司都实行弹性制作息时间，规定每天工作8 小时。意思就是说，对于每天工作8 小时这个规定是关闭的，但是你什么时候来，什么时候走是开放的。早来早走，晚来晚走。

要给Java 架构课程做活动，价格优惠。如果修改JavaCourse 中的getPrice()方法，则会存在一定的风险，可能影响其他地方的调用结果。我们如何在不修改原有代码前提前下，实现价格优惠这个功能呢？现在，我们再写一个处理优惠逻辑的类,javaDiscountCourse 

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 

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.setCourse(new JavaCourse());
      tom.study();
    tom.setCourse(new PythonCourse());
    tom.study();
}

大家要切记：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。

单一职责原则
单一职责（Simple Responsibility Pinciple，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。

接口隔离原则
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。

迪米特法则
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。

现在来设计一个权限系统，Boss 需要查看目前发布到线上的课程数量。这时候，Boss要找到TeamLeader 去进行统计，TeamLeader 再把统计结果告诉Boss。

TeamLeader 类：
    public class TeamLeader {
         public void checkNumberOfCourses(List courseList){
            System.out.println("目前已发布的课程数量是："+courseList.size());
       }
 }
Boss 类：
      public class Boss {
           public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
            //模拟Boss 一页一页往下翻页，TeamLeader 实时统计
          List courseList = new ArrayList();
          for (int i= 0; i < 20 ;i ++){
          courseList.add(new Course());
             }
                teamLeader.checkNumberOfCourses(courseList);
                     }
             }

根据迪米特原则，Boss只想要结果，不需要跟Course 产生直接的交流。而TeamLeader 统计需要引用Course对象。Boss 和Course 并不是朋友，从下面的类图就可以看出来：

下面来对代码进行改造：
TeamLeader 类：

    public class TeamLeader {
    public void checkNumberOfCourses(){
        List courseList = new ArrayList();
          for(int i = 0 ;i < 20;i++){
       courseList.add(new Course());
   }
System.out.println("目前已发布的课程数量是："+courseList.size());
  }
  }
Boss 类：

      public class Boss {
    public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
         teamLeader.checkNumberOfCourses(); 

}

里氏替换原则
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。
定义看上去还是比较抽象，我们重新理解一下，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。根据这个理解，我们总结一下：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。

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

合成复用原则
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(contanis-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。还是以数据库操作为例，先来创建DBConnection 类：
   public class DBConnection {
  public String getConnection(){
    return "MySQL 数据库连接";
                     }
    }
创建ProductDao 类：
public class ProductDao{
   private DBConnection dbConnection;
    public void setDbConnection(DBConnection dbConnection) {
   this.dbConnection = dbConnection;
        }
   public void addProduct(){
   String conn = dbConnection.getConnection();
   System.out.println("使用"+conn+"增加产品");
  }
   }
这就是一种非常典型的合成复用原则应用场景。但是，目前的设计来说，DBConnection还不是一种抽象，不便于系统扩展。目前的系统支持MySQL 数据库连接，假设业务发生变化，数据库操作层要支持Oracle 数据库。当然，我们可以在DBConnection 中增加对Oracle 数据库支持的方法。但是违背了开闭原则。其实，我们可以不必修改Dao 的代码，将DBConnection 修改为abstract，来看代码：

  public abstract class DBConnection {

public abstract String getConnection();
  }

然后，将MySQL 的逻辑抽离：
    public class MySQLConnection extends DBConnection {
    @Override
       public String getConnection() {
           return "MySQL 数据库连接";
              }
                 }
再创建Oracle 支持的逻辑：

public class OracleConnection extends DBConnection {
@Override
      public String getConnection() {
       return "Oracle 数据库连接";
           }
        } 

具体选择交给应用层，来看一下类图：