设计模式1、单一职责原则
该文引用自“学无止境”的https://www.cnblogs.com/duanxz/archive/2012/10/18/2730009.html
1、单一职责原则描述
单一职责原则的英文名称是Single Responsibility Principle,简称是SRP。这个设计原则备受争议,只要你想和别人争执、怄气或者是吵架,这个原则是屡试不爽的。如果你是老大,看到一个接口或类是这样或那样设计的,你就问一句:“你设计的类符合SRP原则吗?”,保准对方立马“萎缩”掉,而且还一脸崇拜地看着你,心想:“老大确实英明”。这个原则存在争议之处在哪里呢?就是对职责的定义,什么是类的职责,以及怎么划分类的职责。我们先举个例子来说明什么是单一职责原则。
只要做过项目,肯定要接触到用户、机构、角色管理这些模块,基本上使用的都是RBAC模型,确实是很好的一个解决办法。我们今天要讲的是用户管理、修改用户的信息、增加机构(一个人属于多个机构)、增加角色等,用户有这么的信息和行为要维护,我们就把这些写到一个接口中,都是用户管理类嘛,我们先来看它的类图,如1-1所示。
图1-1 用户信息维护类图
太Easy的类图了,我相信,即使是一个初级的程序员也可以看出这个接口设计得有问题,用户的属性(Property)和用户的行为(Behavior)没有分开,这是一个严重的错误!非常正确,这个接口确实设计得一团糟,应该把用户的信息抽取成一个BO(Bussiness Object,业务对象),把行为抽取成一个BIZ(Business Logic,业务逻辑),按照这个思路对类图进行修正,如图1-2所示。
图1-2 职责划分后的类图
重新拆封成两个接口,IUserBO负责用户的属性,简单地说,IUserBO的职责就是收集和反馈用户的属性信息;IUserBiz负责用户的行为,完成用户信息的维护和变更。各位可能要说了,这个与我实际工作中用到的User类还是有差别的呀!别着急,我们先来看一看分拆成两个接口怎么使用。OK,我们现在是面向接口编程,所以产生了这个UserInfo对象之后,当然可以把它当IUserBO接口使用。当然,也可以当IUserBiz接口使用,这要看你在什么地方使用了。要获得用户信息,就当是IUserBO的实现类;要是希望维护用户的信息,就把它当作IUserBiz的实现类就成了,如代码清单1-1所示。
代码清单1-1 分清职责后的代码示例
....... IUserBiz userInfo = new UserInfo(); //我要赋值了,我就认为它是一个纯粹的BO IUserBO userBO = (IUserBO)userInfo; userBO.setPassword("abc"); //我要执行动作了,我就认为是一个业务逻辑类 IUserBiz userBiz = (IUserBiz)userInfo; userBiz.deleteUser(); .......
确实可以如此,问题也解决了,但是我们来回想一下我们刚才的动作,为什么要把一个接口拆分成两个呢?其实,在实际的使用中,我们更倾向于使用两个不同的类或接口:一个是IUserBO, 一个是IUserBiz,类图应该如图1-3所示
图1-3 项目中经常采用的SRP类图
以上我们把一个接口拆分成两个接口的动作,就是依赖了单一职责原则,那什么是单一职责原则呢?单一职责原则的定义是:应该有且仅有一个原因引起类的变更。
2、打破传统思维
解释到这里,估计你已经很不屑了,“切!这么简单的东西还要讲?!弱智!”好,我们来讲点复杂的。SRP的原话解释是:There should never be more than one reason for a class to change。这句话初中生都能看懂,不多说,但是看懂是一码事,实施就是另外一码事了。上面讲的例子很好理解,在实际项目中大家已经都是这么做了,那我们再来看下面这个例子是否好理解。电话这玩意,是现代人都离不了,电话通话的时候有四个过程发生:拨号、通话、回应、挂机,那我们写一个接口,其类图应该如图1-4所示。
图1-4 电话类图
我们来看一个这个过程的代码,如代码清单1-2所示。
代码清单1-2 电话过程
public interface IPhone { //拨通电话 public void dial(String phoneNumber); //通话 public void chat(Object o); //回应,只有自己说话而没有回应,那算啥?! public void answer(Object o); //通话完毕,挂电话 public void huangup(); }
实现类也比较简单,我就不再写了,大家看看这个接口有没有问题?我相信大部分的读者都会说这个没有问题呀,以前我就是这么做的呀,某某书上也是这么写的呀,还有什么什么的源码也是这么写的!是的,这个接口接近于完美,看清楚了,是“接近”!单一职责原则要求一个接口或类只有一个原因引起变化,也就是一个接口或类只有一个职责,它就负责一件事情,看看上面的接口只负责一件事情吗?是只有一个原因引起变化吗?好像不是!
IPhone这个接口可不是只有一个职责,它包含了两个职责:一个是协议管理,一个是数据传送。diag()和huangup()两个方法实现的是协议管理,分别负责拨号接通和挂机;chat()和answer()是数据的传送,把我们说的话转换成模拟信号或数字信号传递到对方,然后再把对方传递过来的信号还原成我们听得懂语言。我们可以这样考虑这个问题,协议接通的变化会引起这个接口或实现类的变化吗?会的!那数据传送(想想看,电话不仅仅可以通话,还可以上网)的变化会引起这个接口或实现类的变化吗?会的!那就很简单了,这里有两个原因都引起了类的变化,而且这两个职责会相互影响吗?电话拨号,我只要能接通就成,甭管是电信的还是网通的协议;电话连接后还关心传递的是什么数据吗?不关心,你要是乐意使用56K的小猫传递一个高清的片子,那也没有问题(顶多有人说你13了)。通过这样的分析,我们发现类图上的IPhone接口包含了两个职责,而且这两个职责的变化不相互影响,那就考虑拆开成两个接口,其类图如图1-5所示
图1-5 职责分明的电话类图
这个类图看着有点复杂了,完全满足了单一职责原则的要求,每个接口职责分明,结构清晰,但是我相信你在设计的时候肯定不会采用这种方式,一个手机类要把ConnectionManager和DataTransfer组合在一块才能使用。组合是一种强耦合关系,你和我都有共同的生命期,这样的强耦合关系还不如使用接口实现的方式呢,而且还增加了类的复杂性,多了两个类。经过这样的思考后,我们再修改一下类图,如图1-6所示。
图1-6 简洁清晰、职责分明的电话类图
这样的设计才是完美的,一个类实现了两个接口,把两个职责融合在一个类中。你会觉得这个Phone有两个原因引起变化了呀,是的是的,但是别忘记了我们是面向接口编程,我们对外公布的是接口而不是实现类。而且,如果真要实现类的单一职责,这个就必须使用上面的组合模式了,这会引起类间耦合过重、类的数量增加等问题,人为的增加了设计的复杂性。
通过上面的例子,我们来总结一下单一职责原则有什么好处:
- 类的复杂性降低,实现什么职责都有清晰明确的定义;
- 可读性提高,复杂性降低,那当然可读性提高了;
- 可维护性提高,那当然了,可读性提高,那当然更容易维护了;
- 变更引起的风险降低,变更是必不可少的,如果接口的单一职责做得好,一个接口修改只对相应的实现类有影响,对其他的接口无影响,这对系统的扩展性、维护性都有非常大帮助。
看过电话这个例子后,是不是有点反思了,我以前的设计是不是有点的问题了?不,不是的,不要怀疑自己的技术能力,单一职责原则最难划分的就是职责。一个职责一个接口,但问题是“职责”是一个没有量化的标准,一个类到底要负责那些职责?这些职责该怎么细化?细化后是否都要有一个接口或类?这些都需要从实际的项目去考虑,从功能上来说,定义一个IPhone接口也没有错,实现了电话的功能,而且设计还很简单,仅仅一个接口一个实现类,实际的项目我想大家都会这么设计。项目要考虑可变因素和不可变因素,以及相关的收益成本比率,因此设计一个IPhone接口也可能是没有错的。但是,如果纯从“学究”理论上分析就有问题了,有两个可以变化的原因放到了一个接口中,这就为以后的变化带来了风险。如果以后模拟电话升级到数字电话,我们提供的接口IPhone是不是要修改了?接口修改对其他的Invoker类是不是有很大影响?!
注意 单一职责原则提出了一个编写程序的标准,用“职责”或“变化原因”来衡量接口或类设计得是否有优良,但是“职责”和“变化原因”都是不可度量的,因项目而异,因环境而异。