软件架构设计原则

Posted 2021-04-10 SKC云计算

一、 开闭原则

开闭原则（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。它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和可维护性。开闭原则是面对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。例如版本更新，我们尽可能不修改源代码，但是可以增加新功能。

 开闭原则的核心思想就是面向抽象编程。

二、 依赖倒置原则

依赖倒置原则（DIP） 是指设计代码结构时，高层模块不应该依赖低层模块，两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，并且能够降低修改程序所造成的风险。

通常情况下，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，因此我们在拿到需求后，要面向接口编程，先顶层再细节的设计代码结构。

三、单一职责原则

单一职责原则（SRP）是指不要存在多于一个导致类变更的原因。假设我们有一个类负责两个职责，一旦发生需求变更，修改其中一个职责的逻辑代码，有可能导致另一个职责的功能发生故障。这样一来，这个类就存在两个导致类变更的原因。如何解决这个问题呢？将两个职责用两个类来实现，进行解耦。后期需求变更维护互补影响。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，就是一个类、接口或方法只负责一项职责。

我们在实际开发中会与项目依赖、组合、聚合这些关系，还有项目的规模、周期、技术人员的水平、对进度的把控，很多类都不符合单一职责。但是我们在编写代码的过程，尽可能地让接口和方法保持单一职责，对项目后期的维护很有帮助。

四、接口隔离原则

接口隔离原则（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注意以下几点：

（1）一个类对另个类对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，接口的方法尽量少（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，可以使类具有更好的可读性、可扩展性和可维护性。我们在设计接口时，要多花时间思考，要结合业务模型，包括对业务的发展做一下预判。

五、迪米特原则（最少知道原则）

迪米特原则（LOD或LKP）是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解，尽量降低类与类之间的耦合度。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为成员朋友类，而出现方法内部的类不属于朋友类。

六、里氏替换原则

里氏替换原则（LSP）是指如果对每个类型为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都替换为O2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型t2是类型T1的自类型。

一个软件实体如果适用于一个父类，那么一定适用于其子类，所有引用父类的地方必须能透明的使用其子类的对象，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，引申含义为：子类可以扩展父亲的功能，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）子类可以增加自己特有的方法；。

（3） 当子类放入方法重载父亲的方法时，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）要比父类更严格或与父类一样。

七、合成复用原则

合成复用原则（CAPP）是指尽量使用对象组合（has-a）/聚合（contains-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。

继承叫做白箱复用，相当把所有的实现细节暴露给子类。组合/聚合称为黑箱复用，我们是无法获取到类以外的对象的实现细节的。虽然我们要根据具体的业务场景来做代码设计，但也需要遵循oop模型。

成功的软件架构设计必须遵循一定的原则，失败的软件架构设计总是由于一些不确定的因素导致。如何在软件架构设计的实践过程中，屏蔽不确定因素的干扰，保持稳定、有序的节奏，据需要依照一定的原则，此外，设计原则还是设计模式思想的基础。当然，在实际开发过程中，并不是一定要求所有代码都遵循设计原则，我们要考虑人力、时间、成本、质量，要在适当的场景遵循设计原则，体现的是一种平衡取舍，从而帮助我们设计出更加优雅的代码结构。