对象设计的艺术

上周末，麦斯博在上海召开了亚太软件研发团队管理年会，我作为讲师参与了架构分会场的演讲。我的演讲题目正是《对象设计的艺术》。“艺术”这个词语有些大，有点玄，不过我确乎希望能将设计作为一种艺术，与工程结合，既注重实效，又能保证软件的质量，代码的优雅。在这次演讲中，我希望能够深层次地挖掘所谓设计的本质。这是我的有感而发。因为在设计领域中，前人已经为我们总结了太多的思想、原则与模式。这些内容汗牛充栋，很多程序员根本无法穷尽其内容。学得越多，感觉懂得越少。而如果就这样无知下去，自然也不利于技能的提升。因此，我尝试着去抓住设计的某些核心价值，这就是我总结出来的七种“武器”：重用、扩展、分离、变化、简约、一致、间接。

重用

软件开发的最大敌人就是重复。它会导致重复开发、无法有效复用以及解决方案蔓延。避免重复的方法包括：保持对象的细粒度、高内聚以及对对象的合理封装。我们可以从方法级、类级以及模块级提高软件的复用性。例如，我们提取方法或类，定义辅助类，按照依赖关系划分模块。如下的类图就是在JUnit Framework中利用模板方法模式实现部分逻辑的复用： 扩展

优良的软件结构可以很好地支持扩展，而不用修改源代码。对于扩展性而言，代表两重含义。其一是内部的扩展，它不会在外部接口上增加新的功能，而仅仅是对对象职责的装饰，或通过代理对象对其进行控制。其二则是外部扩展，我们可以利用继承和组合在重用的基础上，完成对象功能的扩展。当然，最重要的方法是利用抽象。例如，Java提供的Runnable接口，可以有效地支持多线程编程中对业务的扩展：

class MyThreadStart implements Runnable {
     public void run()  {
        //do something
    }
}

Thread controller = new Thread(new ThreadStart());
controller.start();

分离

在构建架构时，最重要的一个设计原则就是关注点分离。经典的架构模式例如分层模式与MVC模式正是关注点分离的体现。分离的关键元素是分离变与不变，其中的核心价值即SRP（单一职责原则）。同时，我们在分离对象之后，还要考虑它们之间的协作。下图展示了我对分离的观点：  变化

在软件开发中，变化是不可避免的。在分析需求时，我们必须寻找变化点。根据我的经验，这些功能点经常会发生变化：
1、业务规则（解决方案：规则模式）
2、算法策略（解决方案：策略模式）
3、命令请求（解决方案：命令模式）
4、硬件支持（解决方案：入口模式）
5、协议标准（解决方案：元数据）
6、数据格式（解决方案：数据封装）
7、业务流程（解决方案：工作流定制）
8、系统配置（解决方案：元数据、数据库）
9、界面表现（解决方案：分层模式、MVC模式）
10、外界服务（解决方案：服务外观）

简约

保持软件的简约，需要谨记两个原则：KISS（保持软件的简单与易用）和YAGNI（只实现实际需要的功能，而不要想当然地添加功能）。如何才能简化复杂的实现呢？利用封装可以隐藏复杂的实现，利用抽象可以统一模型，从而消除功能的不同。作为一名架构师，总是希望追求完美的解决方案，这是错误的。许多反模式真是来源于此，例如分析瘫痪，意外的复杂度，以及货运崇拜（在不理解的情况下使用模式）。

一致

所谓“一致”包括接口、形式、调用与解决方案的一致。接口一致，则实现就可以替换；形式一致，则可以窥一斑而知全豹；调用一致，则客户端可以透明访问；而一致的解决方案，则是团队合作的基石。例如，我们可以通过使用合成模式，实现调用的一致：

间接

David Wheeler说过：“计算机科学中的大多数问题都可以通过增加一层间接性来解决。”诚哉斯言。在软件开发中，间接可以通过委托、抽象、协作来体现。间接可以降低依赖，隐藏细节，简化客户端调用。许多模式都体现了间接的思想，例如门面模式、调停者模式、适配器模式、策略模式以及服务定位器模式。