做后臺產(chǎn)品的時候，為了避免設(shè)計地凌亂，想了解一些系統(tǒng)設(shè)計模式思想，于是找高內(nèi)聚低耦合相關(guān)的文章。這篇文章是摘自網(wǎng)友的。

總體來說設(shè)計模式分為三大類：

創(chuàng)建型模式，共五種：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。 結(jié)構(gòu)型模式，共七種：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。 行為型模式，共十一種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。

六大原則

單一職責原則Single Responsibility Principle

定義：一個類或者一個接口，最好只負責一項職責。

問題由來：類T負責兩個不同的職責P1和P2。由于職責P1需要發(fā)生改變而需要修改T類時，有可能導(dǎo)致原來運行正常的職責P2功能發(fā)生故障。

解決方法：遵循單一職責原則。分別建立兩個類T1和T2，使類T1負責職責P1，類T2負責職責P2。這樣，當修改類T1也不會影響職責P2；同理，當修改類T2時不會影響職責P1。

有時候也會有違背這一原則的代碼存在。因為有職責擴散，就是因為某種原因，職責P被分化為粒度更細的職責P1和P2。比如：類T只負責一個職責P，這樣設(shè)計是符合單一職責原則的。后來由于某種原因，也許是需求變更了，也許是程序的設(shè)計者境界提高了，需要將職責P細分為粒度更細的職責P1，P2，這時如果要使程序遵循單一職責原則，需要將類T也分解為兩個類T1和T2，分別負責P1、P2兩個職責。但是在程序已經(jīng)寫好的情況下，這樣做簡直太費時間了。所以，簡單的修改類T，用它來負責兩個職責是一個比較不錯的選擇，雖然這樣做有悖于單一職責原則。這樣做的風險在于職責擴散的不確定性，因為我們不會想到這個職責P，在未來可能會擴散為P1，P2，P3，P4，Pn。所以記住，在職責擴散到我們無法控制的程度之前，立刻對代碼進行重構(gòu)。

我的原則是：只有邏輯足夠簡單，才可以在代碼級別上違反單一職責原則；只有類中方法數(shù)量足夠少，才可以在方法級別上違反單一職責原則；

遵循單一職責原的優(yōu)點有：類的復(fù)雜性將降低，簡單明細的代碼將使可讀性將大大提高，自然而然可維護性亦將同步提高。變更引起的風險降低，變更是必然的，如果單一職責原則遵守的好，當修改一個功能時，可以顯著降低對其他功能的影響。

里氏替換原則Liskov Substitution Principle

肯定有不少人跟我剛看到這項原則的時候一樣，對這個原則的名字充滿疑惑。其實原因就是這項原則最早是在1988年，由麻省理工學(xué)院的一位姓里的女士（Barbara Liskov）提出來的。

里氏替換原則的核心精神是：在使用基類的的地方可以任意使用其子類，能保證子類完美替換基類；這一精神其實是對繼承機制約束規(guī)范的體現(xiàn)。在父類和子類的具體實現(xiàn)中，嚴格控制繼承層次中的關(guān)系特征，以保證用子類替換基類時，程序行為不發(fā)生問題，且能正常進行下去。

里氏替換原則主要發(fā)力點是繼承基礎(chǔ)上的抽象和多態(tài)，具體就是子類必須實現(xiàn)父類的方法，是重寫；這里要注意重寫（Override）與重載（Overload）的區(qū)分，即使參數(shù)的數(shù)據(jù)范圍發(fā)生變化，也能將重寫變成重載！而你原本只是想把所繼承的方法完善的具體點兒！如果是這樣的話絕對會引起以后業(yè)務(wù)邏輯的混亂。

里氏替換原則是關(guān)于繼承機制的設(shè)計原則，違反里氏替換原則將會使繼承變的一塌糊涂；而遵循里氏替換原則能夠保證系統(tǒng)具有良好的的拓展性，我們可以隨時根據(jù)需要增改不同的子類，這將大大增強程序的健壯性，讓版本的升級可以做到非常好的兼容；同時基于多態(tài)的抽象機制，能夠很好的減少代碼冗余，避免運行期的類型判別等；而在項目的實施中不同的子類對應(yīng)著不同的業(yè)務(wù)，使用父類做參數(shù)，不同子類可以輪番上陣，必然強大！

定義2：所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象。

問題由來：有一功能P1，由類A完成。現(xiàn)需要將功能P1進行擴展，擴展后的功能為P，其中P由原有功能P1與新功能P2組成。新功能P由類A的子類B來完成，則子類B在完成新功能P2的同時，有可能會導(dǎo)致原有功能P1發(fā)生故障。

解決方案：當使用繼承時，遵循里氏替換原則。類B繼承類A時，除添加新的方法完成新增功能P2外，盡量不要重寫父類A的方法，也盡量不要重載父類A的方法。

繼承包含這樣一層含義：父類中凡是已經(jīng)實現(xiàn)好的方法（相對于抽象方法而言），實際上是在設(shè)定一系列的規(guī)范和契約，雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些契約，但是如果子類對這些非抽象方法任意修改，就會對整個繼承體系造成破壞。而里氏替換原則就是表達了這一層含義。

繼承作為面向?qū)ο笕筇匦灾唬诮o程序設(shè)計帶來巨大便利的同時，也帶來了弊端。比如使用繼承會給程序帶來侵入性，程序的可移植性降低，增加了對象間的耦合性，如果一個類被其他的類所繼承，則當這個類需要修改時，必須考慮到所有的子類，并且父類修改后，所有涉及到子類的功能都有可能會產(chǎn)生故障。

如果非要重寫父類的方法，比較通用的做法是：原來的父類和子類都繼承一個更通俗的基類，原有的繼承關(guān)系去掉，采用依賴、聚合，組合等關(guān)系代替。

里氏替換原則通俗的來講就是：子類可以擴展父類的功能，但不能改變父類原有的功能。它包含以下4層含義：

子類可以實現(xiàn)父類的抽象方法，但不能覆蓋父類的非抽象方法。 子類中可以增加自己特有的方法。 當子類的方法重載父類的方法時，方法的前置條件（即方法的形參）要比父類方法的輸入?yún)?shù)更寬松。 當子類的方法實現(xiàn)父類的抽象方法時，方法的后置條件（即方法的返回值）要比父類更嚴格。

看上去很不可思議，因為我們會發(fā)現(xiàn)在自己編程中常常會違反里氏替換原則，程序照樣跑的好好的。所以大家都會產(chǎn)生這樣的疑問，假如我非要不遵循里氏替換原則，你寫的代碼出問題的幾率將會大大增加。

依賴倒置原則Dependence Inversion Principle

定義：高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，二者都應(yīng)該依賴其抽象；抽象不應(yīng)該依賴細節(jié)；細節(jié)應(yīng)該依賴抽象。其核心思想是：依賴于抽象。

問題由來：類A直接依賴類B，假如要將類A改為依賴類C，則必須通過修改類A的代碼來達成。這種場景下，類A一般是高層模塊，負責復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯；類B和類C是低層模塊，負責基本的原子操作；假如修改類A，會給程序帶來不必要的風險。

解決方案：將類A修改為依賴接口I，類B和類C各自實現(xiàn)接口I，類A通過接口I間接與類B或者類C發(fā)生聯(lián)系，則會大大降低修改類A的幾率。

依賴倒置原則基于這樣一個事實：相對于細節(jié)的多變性，抽象的東西要穩(wěn)定的多。以抽象為基礎(chǔ)搭建起來的架構(gòu)比以細節(jié)為基礎(chǔ)搭建起來的架構(gòu)要穩(wěn)定的多。

在java中，抽象指的是接口或者抽象類，細節(jié)就是具體的實現(xiàn)類，使用接口或者抽象類的目的是制定好規(guī)范和契約，而不去涉及任何具體的操作，把展現(xiàn)細節(jié)的任務(wù)交給他們的實現(xiàn)類去完成。

依賴倒置原則的核心思想是面向接口編程，我們依舊用一個例子來說明面向接口編程比相對于面向?qū)崿F(xiàn)編程好在什么地方。場景是這樣的，母親給孩子講故事，只要給她一本書，她就可以照著書給孩子講故事了。

傳遞依賴關(guān)系有三種方式，以上的例子中使用的方法是接口傳遞，另外還有兩種傳遞方式：構(gòu)造方法傳遞和setter方法傳遞，相信用過Spring框架的，對依賴的傳遞方式一定不會陌生。

在實際編程中，我們一般需要做到如下3點：

低層模塊盡量都要有抽象類或接口，或者兩者都有。 變量的聲明類型盡量是抽象類或接口。 使用繼承時遵循里氏替換原則。

依賴倒置原則的核心就是要我們面向接口編程，理解了面向接口編程，也就理解了依賴倒置。

接口隔離原則

定義：客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口；一個類對另一個類的依賴應(yīng)該建立在最小的接口上。 否則將會造成接口污染。類A通過接口I依賴類B，類C通過接口I依賴類D，如果接口I對于類A和類B來說不是最小接口，則類B和類D必須去實現(xiàn)他們不需要的方法。

解決方案：將臃腫的接口I拆分為獨立的幾個接口，類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關(guān)系。也就是采用接口隔離原則。

接口隔離原則的含義是：建立單一接口，不要建立龐大臃腫的接口，盡量細化接口，接口中的方法盡量少。也就是說，我們要為各個類建立專用的接口，而不要試圖去建立一個很龐大的接口供所有依賴它的類去調(diào)用。本文例子中，將一個龐大的接口變更為3個專用的接口所采用的就是接口隔離原則。在程序設(shè)計中，依賴幾個專用的接口要比依賴一個綜合的接口更靈活。接口是設(shè)計時對外部設(shè)定的契約，通過分散定義多個接口，可以預(yù)防外來變更的擴散，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護性。

說到這里，很多人會覺的接口隔離原則跟之前的單一職責原則很相似，其實不然。其一，單一職責原則原注重的是職責；而接口隔離原則注重對接口依賴的隔離。其二，單一職責原則主要是約束類，其次才是接口和方法，它針對的是程序中的實現(xiàn)和細節(jié)；而接口隔離原則主要約束接口，主要針對抽象，針對程序整體框架的構(gòu)建。

采用接口隔離原則對接口進行約束時，要注意以下幾點：

接口盡量小，但是要有限度。對接口進行細化可以提高程序設(shè)計靈活性是不掙的事實，但是如果過小，則會造成接口數(shù)量過多，使設(shè)計復(fù)雜化。所以一定要適度。為依賴接口的類定制服務(wù)，只暴露給調(diào)用的類它需要的方法，它不需要的方法則隱藏起來。只有專注地為一個模塊提供定制服務(wù)，才能建立最小的依賴關(guān)系。提高內(nèi)聚，減少對外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

運用接口隔離原則，一定要適度，接口設(shè)計的過大或過小都不好。設(shè)計接口的時候，只有多花些時間去思考和籌劃，才能準確地實踐這一原則。

現(xiàn)實中，如何把握接口越小越好，這個度很難界定，顆粒度小固然靈活，但同時會造成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，以下有幾個把握規(guī)則可以參考：

一個接口只服務(wù)于一個子模塊或業(yè)務(wù)邏輯，服務(wù)定制； 通過業(yè)務(wù)邏輯壓縮接口中的public方法，讓接口看起來精悍； 已經(jīng)被污染了的接口，盡量修改，如果變更風險太大，則用適配器模式進行轉(zhuǎn)化處理； 根據(jù)具體的業(yè)務(wù)，深入了解邏輯，用心感知去控制設(shè)計思路。

具體如何實施接口隔離，主要有兩種方法：

1. 委托分離，通過增加一個新的接口類型來委托客戶的請求，隔離客戶和接口的直接依賴，注意這同時也會增加系統(tǒng)的開銷；

2. 多重繼承分離，通過接口的多重繼承來實現(xiàn)客戶的需求，這種方式相對較好。具體的使用，視情況而定。

迪米特法則Demeter Principle

定義：一個對象應(yīng)該對其他對象保持最少的了解。其核心精神是：不和陌生人說話，通俗之意是一個對象對自己需要耦合關(guān)聯(lián)調(diào)用的類應(yīng)該知道的更少。這樣會導(dǎo)致類之間的耦合度降低，每個類都盡量減少對其他類的依賴，因此，這也很容易使得系統(tǒng)的功能模塊相互獨立，之間不存在很強的依賴關(guān)系。

問題由來：類與類之間的關(guān)系越密切，耦合度越大，當一個類發(fā)生改變時，對另一個類的影響也越大。

解決方案：盡量降低類與類之間的耦合。

自從我們接觸編程開始，就知道了軟件編程的總的原則：低耦合，高內(nèi)聚。無論是面向過程編程還是面向?qū)ο缶幊蹋挥惺垢鱾€模塊之間的耦合盡量的低，才能提高代碼的復(fù)用率。低耦合的優(yōu)點不言而喻，但是怎么樣編程才能做到低耦合呢？那正是迪米特法則要去完成的。迪米特法則又叫最少知道原則，最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的來講，就是一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說，對于被依賴的類來說，無論邏輯多么復(fù)雜，都盡量地的將邏輯封裝在類的內(nèi)部，對外除了提供的public方法，不對外泄漏任何信息。迪米特法則還有一個更簡單的定義：只與直接的朋友通信。首先來解釋一下什么是直接的朋友：每個對象都會與其他對象有耦合關(guān)系，只要兩個對象之間有耦合關(guān)系，我們就說這兩個對象之間是朋友關(guān)系。耦合的方式很多，依賴、關(guān)聯(lián)、組合、聚合等。其中，我們稱出現(xiàn)成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接的朋友，而出現(xiàn)在局部變量中的類則不是直接的朋友。也就是說，陌生的類最好不要作為局部變量的形式出現(xiàn)在類的內(nèi)部。

舉一個例子：有一個集團公司，下屬單位有分公司和直屬部門，現(xiàn)在要求打印出所有下屬單位的員工ID。先來看一下違反迪米特法則的設(shè)計。

開閉原則Open Close Principle

定義：一個軟件實體如類、模塊和函數(shù)應(yīng)該對擴展開放，對修改關(guān)閉。

開閉原則無非就是想表達這樣一層意思：用抽象構(gòu)建框架，用實現(xiàn)擴展細節(jié)。因為抽象靈活性好，適應(yīng)性廣，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定。而軟件中易變的細節(jié)，我們用從抽象派生的實現(xiàn)類來進行擴展，當軟件需要發(fā)生變化時，我們只需要根據(jù)需求重新派生一個實現(xiàn)類來擴展就可以了。當然前提是我們的抽象要合理，要對需求的變更有前瞻性和預(yù)見性才行。

說到這里，再回想一下前面說的5項原則，恰恰是告訴我們用抽象構(gòu)建框架，用實現(xiàn)擴展細節(jié)的注意事項而已：

單一職責原則告訴我們實現(xiàn)類要職責單一； 里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系； 依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程； 接口隔離原則告訴我們在設(shè)計接口的時候要精簡單一； 迪米特法則告訴我們要降低耦合。 而開閉原則是總綱，他告訴我們要對擴展開放，對修改關(guān)閉。

最后說明一下如何去遵守這六個原則。對這六個原則的遵守并不是是和否的問題，而是多和少的問題，也就是說，我們一般不會說有沒有遵守，而是說遵守程度的多少。任何事都是過猶不及，設(shè)計模式的六個設(shè)計原則也是一樣，制定這六個原則的目的并不是要我們刻板的遵守他們，而需要根據(jù)實際情況靈活運用。對他們的遵守程度只要在一個合理的范圍內(nèi)，就算是良好的設(shè)計。