Java进阶专题(二) 软件架构设计原则(上)

简介: 今天开始我们专题的第一课了,也是我开始进阶学习的第一天,我们先从经典设计思想开始,看看大牛市如何写代码的,提升技术审美、提高核心竞争力。本章节参考资料书籍《Spring 5核心原理》中的第一篇 Spring 内功心法(没有电子档,都是我取其精华并结合自己的理解,一个字一个字手敲出来的)。

前言

今天开始我们专题的第一课了,也是我开始进阶学习的第一天,我们先从经典设计思想开始,看看大牛市如何写代码的,提升技术审美、提高核心竞争力。本章节参考资料书籍《Spring 5核心原理》中的第一篇 Spring 内功心法(没有电子档,都是我取其精华并结合自己的理解,一个字一个字手敲出来的)。

开闭原则

开闭原则(Open-Closed Principle,OCP)是指一个软件实体(如类,模块和函数)应该对扩展开发,对修改关闭。所谓的开闭,也正是对扩展和修改的两种行为的一个原则。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及可维护性。开闭原则他是面向对象设计中最基础的设计原则。它知道我们如何建立稳定、灵活的系统。例如版本更新,我们尽可能不修改源码,但可以增加新功能。常见于我们经常写的接口与实现类的使用上,先接口定义好,对于不同的需求写不同的实现类,后期有改动若不修改原有代码,可以重新写一个实现类。

依赖倒置原则

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP)是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖底层模块,二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。这是一个比较重要的设计原则,在我们日常开发中,经常有使用该思想的场景,能避免很多时候业务更改时,只需要改动少量代码就可以完成需求。下面我们通过一个例子,来深入理解该思想。

以学习课程为例:

//Tom正在学习两个课程
public class Tom {


public void studyJva() {
    System.out.println("正在学习Java");
}

public void studyPython() {
    System.out.println("正在学习Python");
}

}
//这里调用Tom的两个学习方法
public static void main(String[] args) {

    Tom tom = new Tom();
    tom.studyJva();;
    tom.studyPython();

}
​ 看上去以上两个类的方法与调用没有毛病,但是随着业务的扩展,Tom又想继续学习Go语言,这时候我们就需要从低层到高层(调用层)依次修改代码。先在Tom里面正在studyGo()方法,然后在main中加以调用。这样一来,系统发布以后,实际上非常不稳定,现在代码少能清晰知晓,但是实际项目中,代码量、涉及的业务非常多,修改多个类的代码,可能会代码意想不到的风险。

​ 接下来我们根据依赖倒置的思想来优化代码,先创建一个ICourse接口。

public interface ICourse {

/**
 * 抽象出来一个专门用来学习的方法,抽象不依赖细节,不去关心去学习什么课程
 */
void study();

}
//创建一个Java课程学习
public class JavaCourse implements ICourse {

/**
 *由实现类去觉得具体学习什么课程(细节应该依赖抽象)
 */
public void study() {
    System.out.println("Tom在学习Java");
}

}
//创建一个Python课程学习
public class PythonCourse implements ICourse {

public void study() {
    System.out.println("Tom在学习Python");
}

}
//修改Tom
public class Tom {

public void study(ICourse course){
    //应证了高层模块不应该依赖底层模块,应该依赖其抽象
    course.study();
}

}
//调用方代码
public static void main(String[] args) {

    Tom tom = new Tom();
    tom.study(new JavaCourse());
    tom.study(new PythonCourse());

}
​ 通过以上代码改造,可以看出了依赖倒置原则的核心思想。通过抽象课程学习的接口,减少了类与类之间的耦合性和可维护性。当又有新的课程添加,我们直接可以再添加一个实现类,通过传参的方式告知Tom,而不在需要修改底层代码(也体现了开闭原则)。

​ 大家要切记:以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定的多,因此在拿到需求之后,要面向接口编程,先顶层再细节设计代码结构。

单一职责原则

​ 单一职责(Simple Responsibility Pinciple,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代码,有可能导致另外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发生变更的原因。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不影响。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。

​ 接下来,我们来看代码示例,还用课程举例,我们的课程有直播课和录播课。直播课不能快进和快退,录播课程可以任意反复观看,功能职责不一样,还是想创建一个Course类:

public class Course {

public void study(String courseName){
    if ("直播课".equals(courseName)){
        System.out.println(courseName + "不能快进");
    }else {
        System.out.println(courseName + "可以反复回看");
    }
}

}
//看下调用代码
public static void main(String[] args) {

    Course course = new Course();
    course.study("直播课");
    course.study("录播课");

}
​ 从上面的的代码来看,Course类承担了两种处理逻辑。假如现在要对课程进行加密,直播课与录播课的加密逻辑不一样,必须修改代码。而修改代码的逻辑势必会相互影响,容易带来不可控的风险。我们对职责进行解耦,来看代码,分别创建两个类

//直播
public class LiveCourse {

public void study(String courseName){
    System.out.println(courseName + "不能快进看");
}

}
//录播
public class ReplayCourse {

public void study(String courseName){
    System.out.println(courseName + "可以反复回看");
}

}
//调用代码
public static void main(String[] args) {

LiveCourse liveCourse = new LiveCourse();
liveCourse.study("直播课!");

ReplayCourse replayCourse = new ReplayCourse();
replayCourse.study("录播课!");

}
​ 此时业务继续发展,课程要做权限。没有付费的学员可以获得课程基本信息,已经付费的学员可以获得视频流,即学习权限。设计一个顶层接口,创建ICourse接口:

public interface ICourse {

//获取课程基本信息
String getCourseName();
//获取视频流
byte[] getCourseVideo();
//学习课程
void studyCourse();
//退款
void refundCourse();

}
​ 其实在控制课程层面上至少有两个职责。我们可以把展示职责和管理职责分离开来,都实现同一个抽象依赖。我们可以把这个接口拆成两个接口:ICourseInfo和ICourseManager。

public interface ICourseInfo {

//获取课程基本信息
String getCourseName();
//获取视频流
byte[] getCourseVideo();

}

public interface ICourseManager {

//学习课程
void studyCourse();
//退款
void refundCourse();

}
我们看下类图

以上是类/接口的单一职,下面我们看下方法层面的单一职责,有时候我们会偷懒,把一个方法写成下面这样:

/**
 * 修改用户信息
 */
private void modityUserInfo(String userName,String address){
    userName="LaoWang";
    address = "BeiJin";
}

private void modityUserInfo(String userName,String... fileds){
    userName="LaoWang";
    for (String filed : fileds) {
        //....
    }
}

private void modityUserInfo(String userName,String address,boolean bool){
    if (bool){
        //...
    }else {
        //...
    }
    userName = "LaoWang";
    address = "BeiJin";
}

​ 显然,上面的modityUserInfo()方法承担了多个职责,既可以修改userName又可以修改address,甚至更多,明显不符合单一职责。我们做如下修改,可以拆成两个方法

private void modifyUserName(String userName){
    userName="LaoWang";
}

private void modifyAddress(String address){
    address = "BeiJin";
}

​ 修改之后,开发起来简单,维护起来也容易。我们在实际开发中会有项目依赖、组合、聚合这些关系,还有的项目的规模、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中,尽可能的让接口和方法保持单一职责,对项目后期的维护是有很大的帮助的。

相关文章
|
11天前
|
存储 监控 安全
单位网络监控软件:Java 技术驱动的高效网络监管体系构建
在数字化办公时代,构建基于Java技术的单位网络监控软件至关重要。该软件能精准监管单位网络活动,保障信息安全,提升工作效率。通过网络流量监测、访问控制及连接状态监控等模块,实现高效网络监管,确保网络稳定、安全、高效运行。
40 11
|
2月前
|
缓存 算法 Java
Java 实现的局域网管控软件的性能调优
局域网管控软件在企业网络管理中至关重要,但随着网络规模扩大和功能需求增加,其性能可能受影响。文章分析了数据处理效率低下、网络通信延迟和资源占用过高等性能瓶颈,并提出了使用缓存、优化算法、NIO库及合理管理线程池等调优措施,最终通过性能测试验证了优化效果,显著提升了软件性能。
43 1
|
1月前
|
消息中间件 前端开发 Java
【国产化软件】接口开放平台:Java+Swagger+Vue3,适配移动端
本文档介绍了基于Java的开放平台技术栈及使用流程,涵盖从注册开发者账号、创建应用、申请令牌到调用API接口的全过程。平台提供丰富的接口管理和统计功能,支持开发者在线维护个人资料和接口令牌,同时兼容移动设备访问和黑夜模式。技术栈方面,后端采用Spring Boot 3 + MySQL + Redis + RabbitMQ + Nacos,前端则基于Vue3 + TypeScript 5.x + Element Plus + UnoCSS。访问开放平台的地址为:http://java.test.yesapi.cn/platform/。
|
5月前
|
JavaScript 前端开发 Java
Java入门软件及基础语法
**摘要:** - **IDEA:** IntelliJ IDEA,顶级Java开发环境,支持Java,JS,JQuery,Ajax调试. - **JDK:** Java开发包含编译器`javac`,JVM,辅助运行Java程序,核心含JRE,tools.jar,rt.jar. - **Git:** 分布式版本控制,管理源代码,支持回溯,协作,远程备份. - **基础语法:** - `if`: 控制流,单/多分支选择,可嵌套,省略单行大括号. - `switch`: 表达式匹配`case`值,执行对应代码,需`break`防穿透.
40 1
|
5月前
|
NoSQL Java Redis
软件开发常见流程之宝塔初始化安装环境配置,Lam前面不选,直接跳商城,在宝塔内点击软件商城,安Mysql5.7,安java项目管理器,安Ngnix最新版,安Redis
软件开发常见流程之宝塔初始化安装环境配置,Lam前面不选,直接跳商城,在宝塔内点击软件商城,安Mysql5.7,安java项目管理器,安Ngnix最新版,安Redis
|
6月前
|
Java
2016届蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 愤怒小鸟 数学模拟
2016届蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 愤怒小鸟 数学模拟
57 4
|
6月前
|
Java
2022蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 左移右移 空间换时间+双指针
2022蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 左移右移 空间换时间+双指针
52 3
|
6月前
|
Java 关系型数据库 开发者
Java编程设计原则:构建稳健、可维护的软件基石
Java编程设计原则:构建稳健、可维护的软件基石
|
6月前
|
Java
2021蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 完全日期 复杂遍历搜索
2021蓝桥杯大赛软件类国赛Java大学B组 完全日期 复杂遍历搜索
58 2
|
5月前
|
供应链 安全 Java
软件架构一致性问题之通过软件供应链管理提升研发体验如何解决
软件架构一致性问题之通过软件供应链管理提升研发体验如何解决
57 0