了解了抽象类和接口后，再来了解一下面向对象语法和特性的一些最佳使用原则：基于接口而非实现编程，从本质上来看，接口就是一组协议或者约定，是功能提供者提供给使用者的一个功能列表。接口在不同的应用场景下会有不同的解读，比如服务端与客户端之间的接口，类库提供的接口，甚至是一组通信的协议都可以叫作接口。如果落实到具体的编码，基于接口而非实现编程这条原则中的接口，可以理解为编程语言中的接口或者抽象类

理解原则

实际上，基于接口而非实现编程这条原则的另一个表述方式，是基于抽象而非实现编程，也就是抽象特性。后者的表述方式其实更能体现这条原则的设计初衷。在软件开发中，最大的挑战之一就是需求的不断变化，这也是考验代码设计好坏的一个标准。越抽象、越顶层、越脱离具体某一实现的设计，越能提高代码的灵活性，越能应对未来的需求变化。好的代码设计，不仅能应对当下的需求，而且在将来需求发生变化的时候，仍然能够在不破坏原有代码设计的情况下灵活应对。而抽象就是提高代码扩展性、灵活性、可维护性最有效的手段之一

原则实例

假设我们的系统中有很多涉及图片处理和存储的业务逻辑。图片经过处理之后被上传到阿里云上。为了代码复用，我们封装了图片存储相关的代码逻辑，提供了一个统一的 AliyunImageStore 类，供整个系统来使用。具体的代码实现如下所示：

public class AliyunImageStore {
  //...省略属性、构造函数等...
  public void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
    // ...创建bucket代码逻辑...
    // ...失败会抛出异常..
  }
  public String generateAccessToken() {
    // ...根据accesskey/secrectkey等生成access token
  }
  public String uploadToAliyun(Image image, String bucketName, String accessToken) {
    //...上传图片到阿里云...
    //...返回图片存储在阿里云上的地址(url）...
  }
  public Image downloadFromAliyun(String url, String accessToken) {
    //...从阿里云下载图片...
  }
}
// AliyunImageStore类的使用举例
public class ImageProcessingJob {
  private static final String BUCKET_NAME = "ai_images_bucket";
  //...省略其他无关代码...
  public void process() {
    Image image = ...; //处理图片，并封装为Image对象
    AliyunImageStore imageStore = new AliyunImageStore(/*省略参数*/);
    imageStore.createBucketIfNotExisting(BUCKET_NAME);
    String accessToken = imageStore.generateAccessToken();
    imagestore.uploadToAliyun(image, BUCKET_NAME, accessToken);
  }
}

整个上传流程包含三个步骤：创建 bucket、生成 access token 访问凭证、携带 access token 上传图片到指定的 bucket 中。这样的设计没有问题，但是一段时间后我们自建了私有云，不再将图片存储到阿里云了，而是将图片存储到自建私有云上。为了满足这样一个需求的变化，我们该如何修改代码呢？

首先，AliyunImageStore 类中有些函数命名暴露了实现细节，比如，uploadToAliyun() 和 downloadFromAliyun()，那就意味着，我们要修改项目中所有使用到这两个方法的代码，代码修改量可能就会很大
其次，将图片存储到阿里云的流程，跟存储到私有云的流程，可能并不是完全一致的。比如，阿里云的图片上传和下载的过程中，需要生产 access token，而私有云不需要 access token。一方面，AliyunImageStore 中定义的 generateAccessToken() 方法不能照抄到 PrivateImageStore 中；另一方面，我们在使用 AliyunImageStore 上传、下载图片的时候，代码中用到了 generateAccessToken() 方法，如果要改为私有云的上传下载流程，这些代码都需要做调整。

解决这个问题的根本方法就是，在编写代码的时候，要遵从基于接口而非实现编程的原则

函数的命名不能暴露任何实现细节。比如，前面提到的 uploadToAliyun() 就不符合要求，应该改为去掉 aliyun 这样的字眼，改为更加抽象的命名方式，比如：upload()。
封装具体的实现细节。比如，跟阿里云相关的特殊上传（或下载）流程不应该暴露给调用者。我们对上传（或下载）流程进行封装，对外提供一个包裹所有上传（或下载）细节的方法，给调用者使用。
为实现类定义抽象的接口。具体的实现类都依赖统一的接口定义，遵从一致的上传功能协议。使用者依赖接口，而不是具体的实现类来编程。

基于以上措施重构代码如下：

// 接口定义，只包含上传下载
public interface ImageStore {
  String upload(Image image, String bucketName);
  Image download(String url);
}
// 阿里云的实现
public class AliyunImageStore implements ImageStore {
  //...省略属性、构造函数等...
  public String upload(Image image, String bucketName) {
    createBucketIfNotExisting(bucketName);
    String accessToken = generateAccessToken();
    //...上传图片到阿里云...
    //...返回图片在阿里云上的地址(url)...
  }
  public Image download(String url) {
    String accessToken = generateAccessToken();
    //...从阿里云下载图片...
  }
  private void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
    // ...创建bucket...
    // ...失败会抛出异常..
  }
  private String generateAccessToken() {
    // ...根据accesskey/secrectkey等生成access token
  }
}
// 私有云的实现
public class PrivateImageStore implements ImageStore  {
  //上传下载流程改变：私有云不需要支持access token
  public String upload(Image image, String bucketName) {
    createBucketIfNotExisting(bucketName);
    //...上传图片到私有云...
    //...返回图片的url...
  }
  public Image download(String url) {
    //...从私有云下载图片...
  }
  private void createBucketIfNotExisting(String bucketName) {
    // ...创建bucket...
    // ...失败会抛出异常..
  }
}
// ImageStore的使用举例
public class ImageProcessingJob {
  private static final String BUCKET_NAME = "ai_images_bucket";
  //...省略其他无关代码...
  public void process() {
    Image image = ...;//处理图片，并封装为Image对象
    ImageStore imageStore = new PrivateImageStore(...);
    imagestore.upload(image, BUCKET_NAME);
  }
}

思维误区

在日常开发中，经常陷入两个思维误区中通过实现类反推节点定义，为每个实现类都定义接口。

通过实现类反推接口定义

很多人在定义接口的时候，希望通过实现类来反推接口的定义（事实上，在完成大多数需求的时候都是这个思路，先按需求写实现类，再补个接口定义）。先把实现类写好，然后看实现类中有哪些方法，照抄到接口定义中。如果按照这种思考方式，就有可能导致接口定义不够抽象，依赖具体的实现。这样的接口设计就没有意义了。不过，如果你觉得这种思考方式更加顺畅，那也没问题，只是将实现类的方法搬移到接口定义中的时候，要有选择性的搬移，不要将跟具体实现相关的方法搬移到接口中，比如 AliyunImageStore 中的 generateAccessToken() 方法，一直觉得没问题也是因为一般一个接口对应一个实现，很少写多扩展的接口。

为每个实现类都定义接口

这条原则的设计初衷是，将接口和实现相分离，封装不稳定的实现，暴露稳定的接口。上游系统面向接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当实现发生变化的时候，上游系统的代码基本上不需要做改动，以此来降低代码间的耦合性，提高代码的扩展性。从这个设计初衷上来看，如果在我们的业务场景中，某个功能只有一种实现方式，未来也不可能被其他实现方式替换，那我们就没有必要为其设计接口，也没有必要基于接口编程，直接使用实现类就可以了。除此之外，越是不稳定的系统，我们越是要在代码的扩展性、维护性上下功夫。相反，如果某个系统特别稳定，在开发完之后，基本上不需要做维护，那我们就没有必要为其扩展性，投入不必要的开发时间

总结一下

基于接口而非实现编程，实际上是基于抽象而非实现编程，具体到Java里就是抽象特性的体现，抽象的两个实现方式也就是上篇Blog提到的抽象类和接口类。原则的设计初衷是将接口和实现相分离，封装不稳定的实现，暴露稳定的接口。上游系统面向接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当实现发生变化的时候，上游系统的代码基本上不需要做改动，以此来降低代码间的耦合性，提高代码的扩展性。但这个原则使用时也需要注意，设计接口和实现时思维顺序要摆正，不要通过实现去反推接口定义；写代码时候也不要惯性的为每个实现类都定义接口，使用原则时要理解其初衷，如果某个功能不需要扩展那只有实现就行了，具体到我们的实现里就是facade接口是不就大可不必？MVC里的所有service接口都有必要？这些问题可能得动脑思考而非无脑堆砌。

【Java设计模式面向对象设计思想】四基于接口而非实现编程

理解原则

原则实例

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通过实现类反推接口定义

为每个实现类都定义接口

总结一下

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