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對象設計要考慮有效范圍

hatlonely / 2496人閱讀

摘要:另載于現代對象設計主張組合優于繼承。對象的有效范圍,是指對象從創建到丟棄不再引用的這段時間,不包括等待被銷毀的時間。對于繼承也是同理,父類和子類應當有相同的有效范圍。同理,級的對象不要持有級的對象。

另載于 http://www.qingjingjie.com/blogs/9

現代對象設計主張“組合優于繼承”。總之無論組合還是繼承,對象都成了涉及多個類的復合結構。

“對象的有效范圍”,是指對象從創建到丟棄(不再引用)的這段時間,不包括等待被GC銷毀的時間。可以近似認為是對象的生命期。

單例對象(Singleton)的有效范圍幾乎是整個應用的開啟時間,Socket的有效范圍通常是網絡連接的持續時間,而一個臨時的Integer則可能瞬間就被丟棄了。Let"s 注意,不同范圍的對象/類,不能隨意地組合/繼承在一起。

1. 不同范圍的對象避免打包在一起

(代碼有點多,如果嫌煩可以跳過1.先看2.)

反面教材:我們來看一個客戶端程序,它通過socket與某個服務器保持通信,不斷發消息并收取響應。

public class Communication {
  private Topic topic;
  private Socket socket;

  public Communication(String host, int port) {
    socket = new Socket(host, port);
  }
  public void close() {
    socket.close();
  }
  public void setTopic(Topic topic) {
    this.topic = topic;
  }
  public String sendReceive(String msg) {
    return sendRecv_(topic, msg);
  }
  private String sendRecv_(Topic topic, String msg) {
    ... // 具體處理
  }
}

我們有兩個主題(topic) A和B,以不同主題發的消息,服務器會做不同處理。我們一會兒用主題A發消息,一會用主題B發消息。代碼如下:

Communication comm = new Communication(host, port);
comm.setTopic(A);
comm.sendReceive("Hello!");
comm.sendReceive("How are you?");

comm.setTopic(B);
comm.sendReceive("Good morning!");
comm.sendReceive("Let"s begin");

comm.sendTopic(A);
comm.sendReceive("How old are you?");

切換來切換去,真麻煩。如果你不嫌麻煩,假設給Communication再加一個域"config",平均每發100條消息,要切換一次config,平均每發10條消息,要切換一次topic,還是交替進行,煩不煩!

再想想,如果多個線程在使用comm對象呢? 呵呵呵,完蛋了。

Communication的有效范圍與socket一致,而topic的有效范圍就小于socket了,因此topic就不該放在這個類里。雖然sendReceive()可以少填一個參數,看似方便,但是引發了更多麻煩。
對于繼承也是同理,父類和子類應當有相同的有效范圍。

所以還是這么寫吧:

comm.sendReceive(A, "Hello!");
comm.sendReceive(A, "How are you?");
comm.sendReceive(B, "Good morning!");

稍微有點麻煩呢

或者這么寫:

class CommByTopic {
  private Communication comm;
  private Topic topic;
  // 構造函數省略
  public String sendReceive(String msg) {
    return comm.sendReceive(topic, msg);
  }
}

CommByTopic onA = new CommByTopic(comm, A);
onA.sendReceive(msg);
onB.sendReceive(msg);

缺點是comm關閉后要注意不能繼續使用onA。所以不要長時間持有onA對象,最好能局限在方法作用域內。

或者試試簡潔的lamda~

Lamda in Java 8:

Function onA = msg -> comm.sendReceive(A, msg);
onA.apply("Hello!");
onA.apply("How are you?");

Lamda in Scala:

val onA: String => String = comm.sendReceive(A, _)
onA("Hello!")
onA("How are you?")

// 柯里化的寫法 val onA = comm.sendReceive(A) _
2. 大范圍對象不要持有小范圍對象

上面說的comm就是大范圍對象,socket也是大范圍對象,topic是小范圍對象。它們生命長短不同。

如果大范圍對象持有了小范圍對象,你就要疲于切換,甚至擔心線程安全性。反過來,小范圍對象持有大范圍對象,就好了。當然了,持有相同范圍的對象也是好的。

對運行于IoC容器的程序尤其明顯。來溜一段基于Spring MVC的應用代碼:

@Component
@Scope("singleton") //單例對象
public class Manager {
  @Autowired
  private Account account;

  public void freezeAccount() {
    account.freeze();
    merge(account);
  }
}

@Component
@Scope("request") //request范圍的對象
public class Account {
  ...
}

這樣的代碼在系統啟動時就崩了,因為account還沒出現。就算你給Manager標上@Lazy (延遲初始化),讓它在賬戶A發來請求時才初始化,它也只能正確處理這次的請求。下次賬戶B再來請求時,它還是使用上次的A的account來操作,而不會用B的account。呵呵呵,完蛋了。
同理,session級的對象不要持有request級的對象。

對于Servlet和Filter也是如此,它們是近似于單例的對象,讓它們持有一些配置數據和常量就行了,如果讓它們持有當前的userId,也很危險。

再提醒一下,其實小范圍對象持有大范圍對象也不要濫用,一不小心就會讓對象承擔過多職責,有過多依賴。設計要從職責出發。

結語

之所以要從“有效范圍”的角度談對象設計的問題,就是想給大家提供一個明確可操作的分析視角,這可比“設計哲學”容易多了。

不過光會這個還不夠,知識要全面。

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