Java新人常问:什么是依赖倒置原则?万字案例给你讲懂!(上)

简介: Dependence Inversion Principle,DIPHigh level modules should not depend upon low level modules.Both should depend upon abstractions.高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象Abstractions should not depend upon details.Details should depend upon abstractions.抽象不应该依赖细节;细节应该依赖抽象针对接口编程,不要针对实现编程。

1 定义

Dependence Inversion Principle,DIP

High level modules should not depend upon low level modules.Both should depend upon abstractions.高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象

Abstractions should not depend upon details.Details should depend upon abstractions.抽象不应该依赖细节;细节应该依赖抽象


针对接口编程,不要针对实现编程。


每个逻辑的实现都是由原子逻辑组成的,不可分割的原子逻辑就是低层模块,原子逻辑的再组装就是高层模块

在Java语言中,抽象就是指接口或抽象类,两者都是不能直接被实例化的

细节就是实现类,实现接口或继承抽象类而产生的类就是细节,其特点就是可以直接被实例化,也就是可以加上一个关键字new产生一个对象。

依赖倒置原则在Java语言中的表现就是:

● 模块间的依赖通过抽象发生,实现类之间不发生直接的依赖关系,其依赖关系是通过接口或抽象类产生的;

● 接口或抽象类不依赖于实现类;

● 实现类依赖接口或抽象类。


优点:可以减少类间的耦合性、提高系统稳定性,提高代码可读性和可维护性,可降低修改程序所造成的风险。


能不能把依赖弄对,要动点脑。依赖关系没处理好,就会导致一个小改动影响一大片。

把依赖方向搞反,就是最典型错误。


最重要的是要理解“倒置”,而要理解什么是“倒置”,就要先理解所谓的“正常依赖”是什么样的。

结构化编程思路是自上而下功能分解,这思路很自然地就会延续到很多人的编程习惯。按照分解结果,进行组合。所以,很自然地写出下面这种代码

image.png

这种结构天然的问题:高层模块依赖于低层模块:


CriticalFeature是高层类

Step1和Step2就是低层模块,而且Step1和Step2通常都是具体类

很多人好奇了:step1和step2如果是接口,还有问题吗?像这种流程式的代码还挺常见的?

有问题,你无法确定真的是Step1和Step2,还会不会有Step3,所以这个设计依旧是不好的。如果你的设计是多个Step,这也许是个更好的设计。


在实际项目中,代码经常会直接耦合在具体的实现上。比如,我们用Kafka做消息传递,就在代码里直接创建了一个KafkaProducer去发送消息。我们就可能会写出这样的代码:

image.png

我用Kafka发消息,创建个KafkaProducer,有什么问题吗?

我们需要站在长期角度去看,什么东西是变的、什么东西是不变的。Kafka虽然很好,但它并不是系统最核心部分,未来是可能被换掉的。


你可能想,这可是我的关键组件,怎么可能会换掉它?

软件设计需要关注长期、放眼长期,所有那些不在自己掌控之内的东西,都有可能被替换。替换一个中间件是经常发生的。所以,依赖于一个可能会变的东西,从设计的角度看,并不是一个好的做法。


那该怎么做呢?这就轮到倒置了。


倒置,就是把这种习惯性的做法倒过来,让高层模块不再依赖低层模块。

功能该如何完成?


计算机科学中的所有问题都可以通过引入一个间接层得到解决。 All problems in computer science can be

solved by another level of indirection —— David Wheeler


引入一个间接层,即DIP里的抽象,软件设计中也叫模型。这段代码缺少了一个模型,而这个模型就是这个低层模块在这个过程中所承担角色。

2 实战

重构

既然这个模块扮演的就是消息发送者的角色,那我们就可以引入一个消息发送者(MessageSender)的模型:

image.png

有了消息发送者这个模型,又该如何把Kafka和这个模型结合呢?

实现一个Kafka的消息发送者:

image.png

这样高层模块就不像之前直接依赖低层模块,而是将依赖关系“倒置”,让低层模块去依赖由高层定义好的接口。

好处就是解耦高层模块和低层实现。


若日后替换Kafka,只需重写一个MessageSender,其他部分无需修改。这就能让高层模块保持稳定,不会随低层代码改变。


这就是建立模型(抽象)的意义。


所有软件设计原则都在强调尽可能分离变的部分和不变的部分,让不变的部分保持稳定。

模型都是相对稳定的,而实现细节是易变的。所以,构建稳定的模型层是关键。

依赖于抽象

抽象不应依赖于细节,细节应依赖于抽象。

简单理解:依赖于抽象,可推出具体编码指导:

  • 任何变量都不应该指向一个具体类
  • image.png
  • 如最常用的List声明
  • 任何类都不应继承自具体类
  • 任何方法都不应该改写父类中已经实现的方法

当然了,如上指导并非绝对。若一个类特稳定,也可直接用,比如String 类,但这种情况很少!

因为大多数人写的代码稳定度都没人家 String 类设计的高。

学习

首先定义一个学习者类

image.png

简单的测试类

image.png

假如现在又想学习Python,则面向实现编程就是直接在类添加方法

image.png

此类需经常改变,扩展性太差,Test 高层模块, Learner 类为低层模块,耦合度过高!

让我们引入抽象:

image.png

image.png

image.png

image.png

现在就能将原学习者类的方法都消除

image.png

image.png

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