设计模式系列：接口隔离原则

问题由来

问题由来：类A通过接口I依赖类B，类C通过接口I依赖类D，如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口，则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。
解决方案：将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。

定义

在讲解接口隔离原则之前，先明确一下我们的主角——接口。接口分为两种：

• 实例接口。在java中声明一个类，然后用new关键字产生一个示例，它是对一个类型的事物的描述，这是一种接口，比如你定义Person这个类，然后使用Person zhangshan = new Person()产生一个实例，这个实例要遵从的标准就是Person这个类，Person类就是zhangsan的接口。疑惑？看不懂？不要紧，那是因为让java语言浸染的时间太长了，只要知道从这个角度来看，java中的类也是一种接口。
• 类接口。java中常用interface关键字定义的接口。

主角已经定义清楚了，那什么是隔离呢？它有两种定义，如下：

• 客户端不应该依赖于它不需要的接口
• 类间的依赖关系应该建立在最小的接口上
  我们可以把这两个定义概括为一句话：建立单一的接口，不要建立臃肿庞大的接口。再通俗一点讲：接口尽量细化，同时接口中的方法尽量少。

使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

• 应当为客户端提供尽可能小的单独的接口，而不要提供大的总接口。在面对对象编程语言中，实现一个接口就需要实现该接口中定义的所有方法，因此大的总接口使用起来不一定很方便。

• 很多人会觉的接口隔离原则跟之前的单一职责原则很相似，其实不然。其一，单一职责原则原注重的是职责；而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。其二，单一职责原则主要是约束类，其次才是接口和方法，它针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则主要约束接口接口，主要针对抽象，针对程序整体框架的构建。

• 接口尽量小，但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性是不挣的事实，但是如果过小，则会造成接口数量过多，使设计复杂化。所以一定要适度。

• 提高内聚，减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。运用接口隔离原则，一定要适度，接口设计的过大或过小都不好。设计接口的时候，只有多花些时间去思考和筹划，才能准确地实践这一原则。

接口隔离原则的最佳实践

接口隔离原则是对接口的定义，同时也是对类的定义，接口和类尽管使用原子接口或原子类来组装。但是，这个原子该怎么划分是设计模式中的一大难题，在实践中可以根据以下几个规划来衡量：

• 一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑
• 通过业务逻辑压缩接口中的public方法，接口时常去回顾，尽量让接口达到“满身筋骨肉”，而不是“肥嘟嘟”的一大堆方法。
• 已经污染了的接口，尽量去修改，若变更的风险较大，则采用适配器模式进行转化处理
• 了解环境，拒绝盲从。每个项目或产品都有特定的环境因素，别看到大师是这样做的你就照抄。千万别，环境不同，接口拆分的标准就不同。深入了解业务逻辑，最好的接口设计就出自你的手中

怎么准确去实践接口隔离原则？实践、经验和领悟

例子

举例来说明接口隔离原则：

  这个图的意思是：类A依赖接口I中的方法1、方法2、方法3，类B是对类A依赖的实现。类C依赖接口I中的方法1、方法4、方法5，类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说，虽然他们都存在着用不到的方法（也就是图中红色字体标记的方法），但由于实现了接口I，所以也必须要实现这些用不到的方法。对类图不熟悉的可以参照程序代码来理解，代码如下：

    interface I {  
        public void method1();  
        public void method2();  
        public void method3();  
        public void method4();  
        public void method5();  
    }  

    class A{  
        public void depend1(I i){  
            i.method1();  
        }  
        public void depend2(I i){  
            i.method2();  
        }  
        public void depend3(I i){  
            i.method3();  
        }  
    }  

    class B implements I{  
        public void method1() {  
            System.out.println("类B实现接口I的方法1");  
        }  
        public void method2() {  
            System.out.println("类B实现接口I的方法2");  
        }  
        public void method3() {  
            System.out.println("类B实现接口I的方法3");  
        }  
        //对于类B来说，method4和method5不是必需的，但是由于接口A中有这两个方法， 
        //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空，也要将这两个没有作用的方法进行实现。 
        public void method4() {}  
        public void method5() {}  
    }  

    class C{  
        public void depend1(I i){  
            i.method1();  
        }  
        public void depend2(I i){  
            i.method4();  
        }  
        public void depend3(I i){  
            i.method5();  
        }  
    }  

    class D implements I{  
        public void method1() {  
            System.out.println("类D实现接口I的方法1");  
        }  
        //对于类D来说，method2和method3不是必需的，但是由于接口A中有这两个方法， 
        //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空，也要将这两个没有作用的方法进行实现。 
        public void method2() {}  
        public void method3() {}  

        public void method4() {  
            System.out.println("类D实现接口I的方法4");  
        }  
        public void method5() {  
            System.out.println("类D实现接口I的方法5");  
        }  
    }  

    public class Client{  
        public static void main(String[] args){  
            A a = new A();  
            a.depend1(new B());  
            a.depend2(new B());  
            a.depend3(new B());  
            C c = new C();  
            c.depend1(new D());  
            c.depend2(new D());  
            c.depend3(new D());  
        }  
    }  

  可以看到，如果接口过于臃肿，只要接口中出现的方法，不管对依赖于它的类有没有用处，实现类中都必须去实现这些方法，这显然不是好的设计。如果将这个设计修改为符合接口隔离原则，就必须对接口I进行拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口，拆分后的设计如图2所示：

照例贴出程序的代码，供不熟悉类图的朋友参考：

    interface I1 {  
      public void method1();  
    }  

interface I2 {  
        public void method2();  
    public void method3();  
    }  

    interface I3 {  
        public void method4();  
        public void method5();  
    }  

    class A{  
        public void depend1(I1 i){  
            i.method1();  
        }  
        public void depend2(I2 i){  
            i.method2();  
        }  
        public void depend3(I2 i){  
            i.method3();  
        }  
    }  

    class B implements I1, I2{  
        public void method1() {  
            System.out.println("类B实现接口I1的方法1");  
        }  
        public void method2() {  
            System.out.println("类B实现接口I2的方法2");  
        }  
        public void method3() {  
            System.out.println("类B实现接口I2的方法3");  
        }  
    }  

    class C{  
        public void depend1(I1 i){  
            i.method1();  
        }  
        public void depend2(I3 i){  
            i.method4();  
        }  
        public void depend3(I3 i){  
            i.method5();  
        }  
    }  

    class D implements I1, I3{  
        public void method1() {  
            System.out.println("类D实现接口I1的方法1");  
        }  
        public void method4() {  
            System.out.println("类D实现接口I3的方法4");  
        }  
        public void method5() {  
            System.out.println("类D实现接口I3的方法5");  
        }  
    }  

  接口隔离原则的含义是：建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口，尽量细化接口，接口中的方法尽量少。也就是说，我们要为各个类建立专用的接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。本文例子中，将一个庞大的接口变更为3个专用的接口所采用的就是接口隔离原则。在程序设计中，依赖几个专用的接口要比依赖一个综合的接口更灵活。接口是设计时对外部设定的“契约”，通过分散定义多个接口，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性。