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上周末,麥斯博在上海召開了亞太軟件研發團隊管理年會,我作為講師參與了架構分會場的演講。我的演講題目正是《對象設計的藝術》。“藝術”這個詞語有些大,有點玄,不過我確乎希望能將設計作為一種藝術,與工程結合,既注重實效,又能保證軟件的質量,代碼的優雅。在這次演講中,我希望能夠深層次地挖掘所謂設計的本質。這是我的有感而發。因為在設計領域中,前人已經為我們總結了太多的思想、原則與模式。這些內容汗牛充棟,很多程序員根本無法窮盡其內容。學得越多,感覺懂得越少。而如果就這樣無知下去,自然也不利于技能的提升。因此,我嘗試著去抓住設計的某些核心價值,這就是我總結出來的七種“武器”:重用、擴展、分離、變化、簡約、一致、間接。
重用
軟件開發的最大敵人就是重復。它會導致重復開發、無法有效復用以及解決方案蔓延。避免重復的方法包括:保持對象的細粒度、高內聚以及對對象的合理封裝。我們可以從方法級、類級以及模塊級提高軟件的復用性。例如,我們提取方法或類,定義輔助類,按照依賴關系劃分模塊。如下的類圖就是在JUnit Framework中利用模板方法模式實現部分邏輯的復用: 擴展
優良的軟件結構可以很好地支持擴展,而不用修改源代碼。對于擴展性而言,代表兩重含義。其一是內部的擴展,它不會在外部接口上增加新的功能,而僅僅是對對象職責的裝飾,或通過代理對象對其進行控制。其二則是外部擴展,我們可以利用繼承和組合在重用的基礎上,完成對象功能的擴展。當然,最重要的方法是利用抽象。例如,Java提供的Runnable接口,可以有效地支持多線程編程中對業務的擴展:
class MyThreadStart implements Runnable {
public void run() {
//do something
}
}
Thread controller = new Thread(new ThreadStart());
controller.start();
分離
在構建架構時,最重要的一個設計原則就是關注點分離。經典的架構模式例如分層模式與MVC模式正是關注點分離的體現。分離的關鍵元素是分離變與不變,其中的核心價值即SRP(單一職責原則)。同時,我們在分離對象之后,還要考慮它們之間的協作。下圖展示了我對分離的觀點:
變化
在軟件開發中,變化是不可避免的。在分析需求時,我們必須尋找變化點。根據我的經驗,這些功能點經常會發生變化:
1、業務規則(解決方案:規則模式)
2、算法策略(解決方案:策略模式)
3、命令請求(解決方案:命令模式)
4、硬件支持(解決方案:入口模式)
5、協議標準(解決方案:元數據)
6、數據格式(解決方案:數據封裝)
7、業務流程(解決方案:工作流定制)
8、系統配置(解決方案:元數據、數據庫)
9、界面表現(解決方案:分層模式、MVC模式)
10、外界服務(解決方案:服務外觀)
簡約
保持軟件的簡約,需要謹記兩個原則:KISS(保持軟件的簡單與易用)和YAGNI(只實現實際需要的功能,而不要想當然地添加功能)。如何才能簡化復雜的實現呢?利用封裝可以隱藏復雜的實現,利用抽象可以統一模型,從而消除功能的不同。作為一名架構師,總是希望追求完美的解決方案,這是錯誤的。許多反模式真是來源于此,例如分析癱瘓,意外的復雜度,以及貨運崇拜(在不理解的情況下使用模式)。
一致
所謂“一致”包括接口、形式、調用與解決方案的一致。接口一致,則實現就可以替換;形式一致,則可以窺一斑而知全豹;調用一致,則客戶端可以透明訪問;而一致的解決方案,則是團隊合作的基石。例如,我們可以通過使用合成模式,實現調用的一致:
間接
David Wheeler說過:“計算機科學中的大多數問題都可以通過增加一層間接性來解決。”誠哉斯言。在軟件開發中,間接可以通過委托、抽象、協作來體現。間接可以降低依賴,隱藏細節,簡化客戶端調用。許多模式都體現了間接的思想,例如門面模式、調停者模式、適配器模式、策略模式以及服務定位器模式。
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