真實工作中,你是否是這樣操作過:一個需求過來,把原來的代碼改一遍,再一個需求過來,又把上一個需求的代碼改一遍,很多重復的工作還是在日復一日的重復,有什么好的辦法改善嗎?
相信有經(jīng)驗的小伙伴一定聽過:對擴展開放,對修改關(guān)閉。那么,你知道這句話的真正含義嗎?今天我們來聊聊開閉原則到底是怎么實現(xiàn)的。
開放封閉原則,英文是:Open–closed principle, 簡稱OCP,是該原則是 Bertrand Meyer 在1988年提出的,最后被 Robert C. Martin收錄到 SOLID原則,開閉原則指出:
Software entities should be open for extension, but closed for modification.
軟件實體應該對擴展開放,對修改關(guān)閉。
"對擴展開放,對修改關(guān)閉",如何理解呢?我們先看一個案例,如下圖,給出了電商領域庫存系統(tǒng)庫存變更的簡易模型圖,庫存系統(tǒng)接收外部系統(tǒng)庫存變更事件,然后對數(shù)據(jù)庫中的庫存進行修改。
面對這個業(yè)務需求,很多人的代碼會寫出這樣:
public class Stock { public void updateStock(String event){ if("outOfStock" == event){ // todo 出庫事件 庫存操作 }else if("warehousing" == event){ // todo 入庫事件 庫存操作 } }}
這時,新的需求來了:WMS倉儲系統(tǒng)內(nèi)部會產(chǎn)生盤點事件(盤盈/盤虧),這些事件會導致變更庫存。于是,代碼就會發(fā)展成下面這樣:
public class Stock { public void updateStock(String event){ if("outOfStock" == event){ // todo 出庫事件 庫存操作 }else if("warehousing" == event){ // todo 入庫事件 庫存操作 }else if("panSurplus" == event){ // todo 盤盈事件 庫存操作 }else if("loss" == event){ // todo 盤虧事件 庫存操作 } }}
很顯然,上述代碼的實現(xiàn),每來一個需求,就需要修改一次代碼,在方法中增加一個 else if分支,因此 Stock類就一直處于變更中,不穩(wěn)定。
有沒有什么好的辦法,可以使得這個代碼不用被修改,但是又能夠靈活的擴展,滿足業(yè)務需求呢?
這個時候我們就要搬出 java的三大法寶:繼承,實現(xiàn),多態(tài)。
我們發(fā)現(xiàn)整個業(yè)務模型是:事件導致庫存變更。所以,能不能把事件抽離出來?把它抽象成一個接口,代碼如下:
public interface Event { void updateStock(String event);}
每種事件對應一種庫存變更,抽象成一個具體的實現(xiàn)類,代碼如下:
入庫事件
public class WarehousingEvent implements Event { public void updateStock(String event){ // 業(yè)務邏輯 }}
出庫事件
public class OutOfStockEvent implements Event { public void updateStock(String event){ // 業(yè)務邏輯 }}
xxx事件
public class XXXEvent implements Event { public void updateStock(String event){ // 業(yè)務邏輯 }}
最后,Stock類中 updateStock()庫存變更邏輯就可以抽象成下面這樣:
public class Stock { public void updateStock(String event){ // 根據(jù)事件類型獲取真實的實現(xiàn)類 Event event = getEventInstance(event); // 庫存變更操作 event.updateStock(); }}
經(jīng)過抽象、分離和改造之后,Stock.updateStock()類就穩(wěn)定下來了,再也不需要每增加一個事件就需要增加一個 else if分支處理,這種抽象帶來的好處也是很明顯的:每次有新的庫存變更事件,只需要增加一個實現(xiàn)類,其他的邏輯都不需要更改,當庫存事件無效時只需要把實現(xiàn)類刪除即可。
在Java編程中,遵循開閉原則的常見方式有:使用抽象類和接口、使用策略模式、使用裝飾器模式等。
抽象類和接口是 Java中實現(xiàn) 開閉原則的基礎,通過定義抽象類或接口,程序員可以在不修改已有代碼的情況下,通過繼承或?qū)崿F(xiàn)來擴展新功能。因此,我們強烈建議:面向接口編程。
策略模式是一種行為設計模式,允許在運行時選擇算法的實現(xiàn),策略模式通過定義一系列算法,并將每個算法封裝在獨立的類中,使得它們可以相互替換。
在上面的示例講解中,其實使用的就是策略模式,當后期有其他的庫存事件時,我們只需要添加擴展類,而無需修改現(xiàn)有的代碼。
裝飾器模式是一種結(jié)構(gòu)設計模式,允許向一個對象動態(tài)添加行為。裝飾器模式通過創(chuàng)建一個裝飾器類來包裝原始類,從而增加新的功能。示例代碼:
// 定義一個接口public interface Coffee { String getDescription(); double getCost();}// 實現(xiàn)接口的具體類public class SimpleCoffee implements Coffee { @Override public String getDescription() { return "Simple Coffee"; } @Override public double getCost() { return 5.0; }}// 創(chuàng)建裝飾器抽象類public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee { protected Coffee decoratedCoffee; public CoffeeDecorator(Coffee coffee) { this.decoratedCoffee = coffee; } @Override public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription(); } @Override public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost(); }}// 實現(xiàn)具體的裝飾器類public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator { public MilkDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } @Override public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription() + ", Milk"; } @Override public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost() + 1.5; }}public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator { public SugarDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } @Override public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription() + ", Sugar"; } @Override public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost() + 0.5; }}// 客戶端代碼public class CoffeeShop { public static void main(String[] args) { Coffee coffee = new SimpleCoffee(); System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost()); coffee = new MilkDecorator(coffee); System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost()); coffee = new SugarDecorator(coffee); System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost()); }}
在這個示例中,Coffee接口定義了獲取描述和成本的方法,SimpleCoffee類實現(xiàn)了這個接口。CoffeeDecorator類是一個抽象類,實現(xiàn)了 Coffee接口,并持有一個 Coffee對象。MilkDecorator和SugarDecorator類分別繼承了CoffeeDecorator類,并擴展了其功能。如果我們需要增加新的裝飾器,只需要繼承 CoffeeDecorator類并實現(xiàn)其方法即可,而無需修改現(xiàn)有的代碼。
本文通過一個電商中庫存實例,演示了開閉原則的整個抽象和實現(xiàn)過程,并給出了開閉原則最常用的 3種實現(xiàn)方式。
開閉原則的核心是對擴展開放,對修改關(guān)閉,因此,當業(yè)務需求一直需要修改同一段代碼時,我們就得多思考代碼修改的理由是什么?它們之間是不是有一定的共同性?能不能把這些變更點分離出來,通過擴展來實現(xiàn)而不是修改代碼?
其實在業(yè)務開發(fā)中還有很多類似的場景,比如:電商系統(tǒng)中的會員系統(tǒng),需要根據(jù)用戶不同的等級計算不同的費用;機票系統(tǒng),根據(jù)用戶不同的等級(普通,白金用戶,黃金用戶...)提供不同的售票機制;網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中,根據(jù)不同的粒度(接口,ip,服務,集群)來實現(xiàn)限流;
可能有小伙伴會反駁,業(yè)務場景有類似的場景,但是邏輯簡單,幾個 if-else就搞定了,沒有必要去搞這么復雜的設計。
本人建議:功夫在平時,功夫在細節(jié)。
很多人總抱怨業(yè)務開發(fā)技術(shù)成長慢,特別是對于初級程序員,但是大部門人的起點都是業(yè)務的 CRUD,如果能在業(yè)務 CRUD過程中想辦法"挖掘"某些 設計模式,通過這種長期的刻意練習,量變產(chǎn)生質(zhì)變,慢慢就能領會這些經(jīng)典設計原則的奧妙,終有一天也能寫出讓人賞心悅目的代碼。
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