那些年，空氣中仿佛還能聞到漢唐盛世的余韻，因此你決不允許自己的臉上有油光，時刻保持活力。然而，你一定曾為這些“高深術(shù)語”感到過困擾。也許時至今日，你仍對它們一知半解。不過就在今天，這一切都將徹底改變！我將帶領(lǐng)你以一種全新的高清視角進(jìn)入奇妙的編程世界，領(lǐng)略涵泳在這些“高深術(shù)語”中的活潑潑的地氣，以及翩躚于青萍之末的云水禪心。
·內(nèi)聚
內(nèi)聚，通俗的來講，就是自己的東西自己保管，自己的事情自己做。
經(jīng)典理論告訴我們，程序的兩大要素：一個是數(shù)據(jù)（data），一個是操作（opration）。而PASCAL之父NicklausWirth則進(jìn)一步提出了“程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法”的著名公式。雖然提法上有所差異，但是其根本內(nèi)涵卻是一致的，微妙的差別在于，“數(shù)據(jù) + 操作”是微觀的視域，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法”則是中觀的視域。而在宏觀的視域下，我認(rèn)為“程序 = 對象 + 消息”。對象是什么？對象就是保管好自己的東西，做好自己的事情的程序模塊——這就是內(nèi)聚！傳統(tǒng)的面向過程編程方法由于割裂了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，使得軟件的內(nèi)聚性普遍低迷，曾一度引發(fā)了軟件危機(jī)。試想，大家都自己的東西不好好保管，自己的事情也不好好做，不引發(fā)危機(jī)才怪呢！當(dāng)然，對象的內(nèi)聚只是內(nèi)聚的一個層次，在不同的尺度下其實(shí)都有內(nèi)聚的要求，比如方法也要講內(nèi)聚，架構(gòu)也要講內(nèi)聚。
《周易·彖傳》中講“乾道變化，各正性命，保合太和，乃利貞”，就是要求每一個個體因循著各自的稟賦而努力成就各自的品性，然后各自保全，彼此和合，最終達(dá)成宇宙的完滿狀態(tài)?！墩撜Z·憲問》中，子路問君子。子曰：“修己以敬?！痹唬骸叭缢苟押酰俊痹唬骸靶藜阂园踩恕?，更是明確的教導(dǎo)我們要不斷提高自身的內(nèi)聚性，最大限度地減少給他人造成的麻煩，從而達(dá)到安人、安百姓、安天下的目標(biāo)。我想，成長的過程就是一個不斷提升內(nèi)聚的過程?！白约旱臇|西自己保管，自己的事情自己做”，這些孩提時代的教誨，放到今天仍能讓不少“大人”臉紅不已。太多的人保管不好自己的“東西”，保管不好自己的身體，保管不好自己的婚姻，更保管不好自己如蛛絲般震顫飄蕩的狂亂的心。至于做好自己的事情，則更是惘然，甚至很多人連自己的事情是什么都搞不清楚，因此渾渾噩噩，飽食終日。內(nèi)聚，是一個值得我們好好反思的問題。
·依賴·耦合
在面向?qū)ο缶幊讨?，對象自身是?nèi)聚的，是保管好自己的數(shù)據(jù)，完成好自己的操作的，而對外界呈現(xiàn)出自己的狀態(tài)和行為。但是，沒有絕對的自力更生，對外開放也是必要的！一個對象，往往需要跟其他對象打交道，既包括獲知其他對象的狀態(tài)，也包括仰賴其他對象的行為，而一旦這樣的事情發(fā)生時，我們便稱該對象依賴于另一對象。只要兩個對象之間存在一方依賴一方的關(guān)系，那么我們就稱這兩個對象之間存在耦合。比如媽媽和baby，媽媽要隨時關(guān)注baby的睡、醒、困、哭、尿等等狀態(tài)，baby則要仰賴媽媽的喂奶、哄睡、換紙尿褲等行為，從程序的意義上說，二者互相依賴，因此也存在耦合。首先要說，耦合是必要的。我們來看以下這個實(shí)驗(yàn)。
【王陽明與山中之花】
View Code
classFlowersInMountain
{publicboolIsBloomed//盛開狀態(tài){get{returntrue; }
}
}classWangYangMing
{//////王陽明會稽山賞花//////山花盛開與否publicboolAdmireFlowers()
{return?;
}
}staticvoidMain()
{
WangYangMing wym=newWangYangMing();
FlowersInMountain flower=newFlowersInMountain();if(wym.AdmireFlowers())
{
MessageBox.Show("我看見山花開放！");
}else{
MessageBox.Show("我看見山花未開！");
}
}
由于王陽明這個對象不依賴山花這個對象，又沒有其他的方式來獲知山花的盛開狀態(tài)，所以他要么選擇不說，要么瞎說，但不說編譯是通不過，而瞎說作為王陽明來講也是通不過的，所以這個系統(tǒng)是無法成立的。要想系統(tǒng)成立，必須要這樣寫：
publicboolAdmireFlowers()
{returnflower.IsBloomed; ;? ? ? ? }
無論這個山花對象是怎么來的，作為參數(shù)傳入還是作為屬性設(shè)置、還是在內(nèi)部構(gòu)造出來，總之，王陽明與山花之間發(fā)生了依賴，二者之間產(chǎn)生了耦合。當(dāng)然，這是一個很淺顯的問題。有趣的是王陽明對此事的看法：“你未看花時，花與你同寂；你來看花，花于你則一時分明起來?？梢娦耐鉄o物！”王陽明講的是對的！“心外無物”翻譯技術(shù)語言是這樣的：不存在耦合的兩個對象必然拿不到對方的引用！
·耦合度·解耦和
耦合的程度就是耦合度，也就是雙方依賴的程度。上文所說的媽媽和baby就是強(qiáng)耦合。而你跟快遞小哥之間則是弱耦合。一般來說耦合度過高并不是一件好事。就拿作為IT精英的你來說吧，上級隨時敦促你的工作進(jìn)度，新手頻繁地需要你指導(dǎo)問題，隔三差五還需要參加酒局飯局，然后還要天天看領(lǐng)導(dǎo)的臉色、關(guān)注老婆的心情，然后你還要關(guān)注代碼中的bug、bug、bug，和需求的變化、變化、變化，都夠焦頭爛額了，還猝不及防的要關(guān)注眼睛、頸椎、前列腺和頭發(fā)的狀態(tài)，然后你再炒個股，這些加起來大概就是個強(qiáng)耦合了。從某種意義上來說，耦合天生就與自由為敵，無論是其他對象依賴于你，還是你依賴其他對象。比如有人嗜煙、酗酒，你有多依賴它們就有多不自由；比如有人家里生了七八個娃，還有年邁的父母、岳父母，他們有多依賴你，你就有多不自由。所以老子這樣講：“五音令人耳聾，五色令人目盲，馳騁狩獵令人心發(fā)狂，難得之貨令人行妨?！北R梭也是不無悲涼的說“人生而自由，卻又無往而不在枷鎖中”。因此，要想自由，就必須要降低耦合，而這個過程就叫做解耦和。
·依賴倒置（Dependence Inversion Principle）
解耦和最重要的原則就是依賴倒置原則：
高層模塊不應(yīng)該依賴底層模塊，他們都應(yīng)該依賴抽象。抽象不應(yīng)該依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象。
《資本論》中都曾闡釋依賴倒轉(zhuǎn)原則——在商品經(jīng)濟(jì)的萌芽時期，出現(xiàn)了物物交換。假設(shè)你要買一個IPhone，賣IPhone的老板讓你拿一頭豬跟他換，可是你并沒有養(yǎng)豬，你只會編程。所以你找到一位養(yǎng)豬戶，說給他做一個養(yǎng)豬的APP來換他一頭豬，他說換豬可以，但是得用一條金項(xiàng)鏈來換——所以這里就出現(xiàn)了一連串的對象依賴，從而造成了嚴(yán)重的耦合災(zāi)難。解決這個問題的最好的辦法就是，買賣雙發(fā)都依賴于抽象——也就是貨幣——來進(jìn)行交換，這樣一來耦合度就大為降低了。
再舉一個編程中的依賴倒置的例子。我們知道，在通信中，消息的收發(fā)和消息的處理往往密不可分。就一般的通信框架而言，消息的收發(fā)通常是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的，而消息的處理則是需要用戶來自定義完成的。先看一個正向依賴的例子：輕量級通信引擎StriveEngine。tcpServerEngine是StriveEngine.dll提供通信引擎，它發(fā)布有一個MessageReceived事件。假設(shè)我定義了一個CustomizeHandler類來用于消息處理，那么CustomizeHandler的內(nèi)部需要預(yù)定tcpServerEngine的MessageReceived事件，因此customizeHandler依賴于tcpServerEngine，這就是一個普通的依賴關(guān)系，也就是高層模塊依賴于低層模塊。
而ESFramework通信框架則應(yīng)用了依賴倒轉(zhuǎn)原則。ESFramework定義了一個IcustomizeHandler接口，用戶在進(jìn)行消息處理時，實(shí)現(xiàn)該接口，然后將其注入到rapidPassiveEngine客戶端通信引擎之中。
View Code
classCustomizeHandler: ICustomizeHandler
{publicvoidHandleInformation(stringsourceUserID,intinformationType,byte[] info)
{
······
}publicbyte[] HandleQuery(stringsourceUserID,intinformationType,byte[] info)
{
······
}
}
IRapidPassiveEngine rapidPassiveEngine=ESPlus.Rapid.RapidEngineFactory.CreatePassiveEngine();
CustomizeHandler customizeHandler=newCustomizeHandler();
rapidPassiveEngine.Initialize("ID","passWord","127.0.0.1",9000, customizeHandler);
很明顯，相比于上一個例子，這里的依賴關(guān)系變成了rapidPassiveEngine依賴于customizeHandler，也就是說依賴關(guān)系倒置了過來，上層模塊不再依賴于底層模塊，而是它們共同依賴于抽象。rapidPassiveEngine依賴的是IcustomizeHandler接口類型的參數(shù)，customizeHandler同樣是以實(shí)現(xiàn)的接口的方式依賴于IcustomizeHandler——這就是一個依賴倒置的典范。
·控制反轉(zhuǎn)（Inversion of Control）
控制反轉(zhuǎn)跟依賴倒置是如出一轍的兩個概念，當(dāng)存在依賴倒置的時候往往也存在著控制反轉(zhuǎn)。但是控制反轉(zhuǎn)也有自己的獨(dú)特內(nèi)涵。
首先我們要區(qū)分兩個角色，server 跟 Client，也就是服務(wù)方和客戶方。提供服務(wù)端的一方稱為服務(wù)方，請求服務(wù)的一方稱為客戶方。我們最熟悉的例子就是分布式應(yīng)用的C/S架構(gòu)，服務(wù)端和客戶端。其實(shí)除此之外，C/S關(guān)系處處可見。比如在TCP/IP協(xié)議棧中，我們知道，每層協(xié)議為上一層提供服務(wù)，那么這里就是一個C/S關(guān)系。當(dāng)我們使用開發(fā)框架時，開發(fā)框架就是作為服務(wù)方，而我們自己編寫的業(yè)務(wù)應(yīng)用就是客戶方。當(dāng)Client調(diào)用server時，這個叫做一般的控制；而當(dāng)server調(diào)用Client時，就是我們所說的控制反轉(zhuǎn)，同時我們也將這個調(diào)用稱為“回調(diào)”。控制反轉(zhuǎn)跟依賴倒置都是一種編程思想，依賴倒置著眼于調(diào)用的形式，而控制反轉(zhuǎn)則著眼于程序流程的控制權(quán)。一般來說，程序的控制權(quán)屬于Client，而一旦控制權(quán)交到server，就叫控制反轉(zhuǎn)。比如你去下館子，你是Client餐館是server。你點(diǎn)菜，餐館負(fù)責(zé)做菜，程序流程的控制權(quán)屬于Client；而如果你去自助餐廳，程序流程的控制權(quán)就轉(zhuǎn)到server了，也就是控制反轉(zhuǎn)。
控制反轉(zhuǎn)的思想體現(xiàn)在諸多領(lǐng)域。比如事件的發(fā)布/ 訂閱就是一種控制反轉(zhuǎn)，GOF設(shè)計(jì)模式中也多處體現(xiàn)了控制反轉(zhuǎn)，比如典型的模板方法模式等。而開發(fā)框架則是控制反轉(zhuǎn)思想應(yīng)用的集中體現(xiàn)。比如之前所舉的ESFramework通信框架的例子，通信引擎回調(diào)用戶自定義的消息處理器，這就是一個控制反轉(zhuǎn)。以及ESFramework回調(diào)用戶自定義的群組關(guān)系和好友關(guān)系，回調(diào)用戶自定義的用戶管理器以管理在線用戶相關(guān)狀態(tài)，回調(diào)用戶自定義的登陸驗(yàn)證處理，等等不一而足。再比如與ESFramework一脈相承的輕量級通信引擎StriveEngine，通過回調(diào)用戶自定義的通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)更加靈活的通信。
由此我們也可以總結(jié)出開發(fā)框架與類庫的區(qū)別：使用開發(fā)框架時，框架掌握程序流程的控制權(quán)，而使用類庫時，則是應(yīng)用程序掌握程序流程的控制權(quán)?；蛘哒f，使用框架時，程序的主循環(huán)位于框架中，而使用類庫時，程序的主循環(huán)位于應(yīng)用程序之中。框架會回調(diào)應(yīng)用程序，而類庫則不會回調(diào)應(yīng)用程序。ESFramework和StriveEngine中最主要的對象都以engine來命名，我們也可以看出框架對于程序主循環(huán)的控制——它會為你把握方向、眼看前方、輕松駕馭！
·依賴注入(Dependency Injection)
依賴注入與依賴倒置、控制反轉(zhuǎn)的關(guān)系仍舊是一本萬殊。依賴注入，就其廣義而言，即是通過“注入”的方式，來獲得依賴。我們知道，A對象依賴于B對象，等價于A對象內(nèi)部存在對B對象的“調(diào)用”，而前提是A對象內(nèi)部拿到了B對象的引用。B對象的引用的來源無非有以下幾種：A對象內(nèi)部創(chuàng)建（無論是作為字段還是作為臨時變量）、構(gòu)造器注入、屬性注入、方法注入。后面三種方式統(tǒng)稱為“依賴注入”，而第一種方式我也生造了一個名詞，稱為“依賴內(nèi)生”，二者根本的差異即在于，我所依賴的對象的創(chuàng)建工作是否由我自己來完成。當(dāng)然，這個是廣義的依賴注入的概念，而我們一般不會這樣來使用。我們通常使用的，是依賴注入的狹義的概念。不過，直接陳述其定義可能會過于詰屈聱牙，我們還是從具體的例子來看。
比如OMCS網(wǎng)絡(luò)語音視頻框架，它實(shí)現(xiàn)了多媒體設(shè)備（麥克風(fēng)、攝像頭、桌面、電子白板）的采集、編碼、網(wǎng)絡(luò)傳送、解碼、播放（或顯示）等相關(guān)的一整套流程，可以快速地開發(fā)出視頻聊天系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)等等基于網(wǎng)絡(luò)多媒體的應(yīng)用系統(tǒng)。然而，OMCS直接支持的是通用的語音視頻設(shè)備，而在某些系統(tǒng)中，需要使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭或者特殊的視頻采集卡作為視頻源，或者其它的聲音采集設(shè)備作為音頻源，OMCS則提供了擴(kuò)展接口——用戶自己實(shí)現(xiàn)這個擴(kuò)展的接口，然后以“依賴注入”的方式將對象實(shí)例注入到OMCS中，從而完成對音、視頻設(shè)備的擴(kuò)展。擴(kuò)展方法詳情參考
“依賴注入”常常用于擴(kuò)展，尤其是在開發(fā)框架的設(shè)計(jì)中。從某種意義上來說，任何開發(fā)框架，天生都是不完整的應(yīng)用程序。因此，一個優(yōu)秀的開發(fā)框架，不僅要讓開發(fā)者能夠重用這些久經(jīng)考驗(yàn)的的卓越的解決方案，也要讓開發(fā)者能夠向框架中插入自定義的業(yè)務(wù)邏輯，從而靈活自由地適應(yīng)特定的業(yè)務(wù)場景的需要——也就是說要具備良好的可擴(kuò)展性。比如上面提到的OMCS網(wǎng)絡(luò)語音視頻框架可應(yīng)用于音、視頻聊天系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)等等基于網(wǎng)絡(luò)多媒體的應(yīng)用系統(tǒng)；以及ESFramework通信框架能夠應(yīng)用于即時通訊系統(tǒng)，大型多人在線游戲、在線網(wǎng)頁游戲、文件傳送系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式OA系統(tǒng)等任何需要分布式通信的軟件系統(tǒng)中——這種良好的擴(kuò)展性都與“依賴注入”的使用密不可分！
·面向接口編程
談到最后，“面向接口編程”已經(jīng)是呼之欲出。無論是依賴倒置、控制反轉(zhuǎn)、還是依賴注入，都已經(jīng)蘊(yùn)含著“面向接口編程”的思想。面向接口，就意味著面向抽象。作為哲學(xué)范疇而言，規(guī)定性少稱為抽象，規(guī)定性多稱為具體。而接口，就是程序中的一種典型的“抽象”的形式。面向抽象，就意味著面向事物的本質(zhì)規(guī)定性，擺脫感性雜多的牽絆，從而把握住“必然”——而這本身就意味著自由，因?yàn)樽杂删褪菍Ρ厝坏恼J(rèn)識。
也許以上的這段論述太過“哲學(xué)”，但是“一本之理”與“萬殊之理”本身就“體用不二”——總結(jié)來看，依賴倒置、控制反轉(zhuǎn)、依賴注入都圍繞著“解耦和”的問題，而同時自始至終又都是“面向接口編程”的方法——因此，“面向接口編程”天生就是“解耦和”的好辦法。由此也印證了從“抽象”到“自由”的這一段范疇的辯證衍化。
“面向?qū)ο蟆迸c“面向接口”并非兩種不同的方法學(xué)，“面向接口”其實(shí)是“面向?qū)ο蟆钡膬?nèi)在要求，是其一部分內(nèi)涵的集中表述。我們對于理想軟件的期待常被概括為“高內(nèi)聚，低耦合”，這也是整個現(xiàn)代軟件開發(fā)方法學(xué)所追求的目標(biāo)。面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)作為現(xiàn)代軟件開發(fā)方法學(xué)的代表，本身就蘊(yùn)含著“高內(nèi)聚，低耦合”的思想精髓，從這個意義上來說，“面向?qū)ο蟆边@個表述更加側(cè)重于“高內(nèi)聚”，“面向接口”的表述則更加側(cè)重于“低耦合”——不過是同一事物的不同側(cè)面罷了。
除此之外，我們也能從“面向接口編程”的思想中得到“世俗”的啟迪——《論語》里面講，不患無位，患所以立；不患人之不己知，患其不能也——就是教導(dǎo)我們要面向“我有沒有的本事？”、“我有沒有能力？”這樣的接口，而不是面向“我有沒有搞到位子？”、“別人了不了解我？”這樣的具體。依我看，這是莫大的教誨！
