摘要：在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，可維護(hù)性的復(fù)用是以設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)的。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則為支持可維護(hù)性復(fù)用而誕生，這些原則蘊(yùn)含在很多設(shè)計(jì)模式中，它們是從許多設(shè)計(jì)方案中總結(jié)出的指導(dǎo)性原則。

對(duì)于面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，在支持可維護(hù)性的同時(shí)，提高系統(tǒng)的可復(fù)用性是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，如何同時(shí)提高一個(gè)軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性和可復(fù)用性是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)需要解決的核心問(wèn)題之一。在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，可維護(hù)性的復(fù)用是以設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)的。每一個(gè)原則都蘊(yùn)含一些面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的思想，可以從不同的角度提升一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平。 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則為支持可維護(hù)性復(fù)用而誕生，這些原則蘊(yùn)含在很多設(shè)計(jì)模式中，它們是從許多設(shè)計(jì)方案中總結(jié)出的指導(dǎo)性原則。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則也是我們用于評(píng)價(jià)一個(gè)設(shè)計(jì)模式的使用效果的重要指標(biāo)之一，在設(shè)計(jì)模式的學(xué)習(xí)中，大家經(jīng)常會(huì)看到諸如“XXX模式符合XXX原則”、“XXX模式違反了XXX原則”這樣的語(yǔ)句。
最常見(jiàn)的7種面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則如下表所示：

一個(gè)類只負(fù)責(zé)一個(gè)功能領(lǐng)域中的相應(yīng)職責(zé)，或者可以定義為：就一個(gè)類而言，應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的原因

從定義中不難思考，一個(gè)類的所做的事情越多，也就越難以復(fù)用，因?yàn)橐坏┳龅氖虑槎嗔耍氊?zé)的耦合度就變高了所以我們根據(jù)這個(gè)原則應(yīng)該將不同職責(zé)封裝在不同類中，不同的變化封裝在不同類中。從我們平常的開(kāi)發(fā)中不難發(fā)現(xiàn)，如果一個(gè)類或者方法接口等等只做一件事，那么可讀性很高，并且復(fù)用性也很高，并且一旦需求變化，也容易維護(hù)，假如你一個(gè)類糅雜多個(gè)職責(zé)，那么很難維護(hù)。

從實(shí)際業(yè)務(wù)來(lái)剝離一個(gè)例子：現(xiàn)在有這么一種情況，某租車平臺(tái)個(gè)人模塊類涉及多個(gè)方法，有如下登錄、注冊(cè)、支付寶押金支付、微信押金支付、支付寶套餐支付、微信套餐支付、整個(gè)結(jié)構(gòu)如下：

      /**
     * 個(gè)人模塊
     */
    @Controller
    public class userController{
        /**
         * 登錄
         */
        public void login(){
        }

        /**
         * 注冊(cè)
         */
        public void register(){
        }
        /**
         * 押金支付(阿里)
         */
        public void payAliDeposit(){
        }

        /**
         * 押金支付(微信)
         */
        public void payWXDeposit(){
        }

        /**
         * 套餐支付(阿里)
         */
        public void payAliPackage(){
        }

        /**
         * 套餐支付(微信)
         */
        public void payWXPackage(){
        }
    }

我們可以看到很多功能都糅雜在一起，一個(gè)類做了那么多事情，很臃腫，別提維護(hù)，就連找代碼都很困難，所以我們可以對(duì)這個(gè)UserController進(jìn)行拆解，與此同時(shí)我們應(yīng)該分包，比如這個(gè)應(yīng)該在xxx.xxx.userMoudule下面，可能支付相關(guān)的有公共的方法，登錄抑或也有公共的方法，那邊抽成公共服務(wù)去調(diào)用。

public class LoginController(){}
public class registerController(){}
public class depositPayController(){
    // 支付寶支付
    // 微信支付
}
public class packagePayController(){
    // 支付寶支付
    // 微信支付
}

整個(gè)方案實(shí)現(xiàn)的目的就是為了解決高耦合，代碼復(fù)用率低下的問(wèn)題。單一職責(zé)理解起來(lái)不難，但是實(shí)際操作需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)的糅雜度來(lái)切割，實(shí)際上很難運(yùn)用。

開(kāi)閉原則是面向?qū)ο蟮目蓮?fù)用設(shè)計(jì)的第一塊基石，它是最重要的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則，定義如下：

一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改關(guān)閉。即軟件實(shí)體應(yīng)盡量在不修改原有代碼的情況下進(jìn)行擴(kuò)展。

軟件實(shí)體包括以下幾個(gè)部分：

項(xiàng)目或軟件產(chǎn)品中按照一定的邏輯規(guī)則劃分的模塊

抽象和類

方法

注意：開(kāi)閉原則是指對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改關(guān)閉，并不是說(shuō)不做任何的修改。

可以使原來(lái)的測(cè)試代碼依舊可以運(yùn)行，只需要對(duì)擴(kuò)展的代碼進(jìn)行測(cè)試即可

可以提高代碼的復(fù)用性

可以提高系統(tǒng)的維護(hù)性

抽象約束

通過(guò)接口或者抽象類約束擴(kuò)展，對(duì)擴(kuò)展進(jìn)行邊界限定，不允許出現(xiàn)在接口或抽象類中不存在的public方法；

參數(shù)類型、引用對(duì)象盡量使用接口或者抽象類，而不是實(shí)現(xiàn)類；（針對(duì)抽象編程）

抽象層盡量保持穩(wěn)定，一旦確定即不允許修改。

元數(shù)據(jù)控制模塊行為

通俗來(lái)說(shuō)就是通過(guò)配置文件來(lái)操作數(shù)據(jù)，spring的控制反轉(zhuǎn)就是一個(gè)很典型的例子。

約定優(yōu)于配置

封裝變化

將相同的變化封裝到一個(gè)接口或者類中

將不同的變化封裝到不同的類或者接口中（單一職責(zé)的體現(xiàn)）

某公司開(kāi)發(fā)的租車系統(tǒng)有一個(gè)押金支付功能，支付方式有支付寶、阿里支付，后期可能還有銀聯(lián)支付、易支付等等，原始的設(shè)計(jì)方案如下：

// 客戶端調(diào)用-押金支付選擇支付手段
public class DepositPay {

    void pay(String type){
        if(type.equals("ali")){
            AliPay aliPay = new AliPay();
            aliPay.pay();
        }else if(type.equals("wx")){
            WXPay wxPay = new WXPay();
            wxPay.pay();
        }
    }
}
// 支付寶支付
public class AliPay {
    public void pay() {
        System.out.println("正在使用支付寶支付");
    }
}
// 微信支付
public class WXPay{
    public void pay() {
        System.out.println("正在使用微信支付");
    }
}

在以上代碼中，如果需要增加銀聯(lián)支付，如YLPay,那么就必須要修改DepositPay中的pay方法的源代碼，增加新的判斷邏輯，違反了開(kāi)閉原則（對(duì)修改關(guān)閉，對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，注意這邊的銀聯(lián)支付相當(dāng)于擴(kuò)展，所以它沒(méi)有違反規(guī)則），所以現(xiàn)在必須重構(gòu)此代碼，讓其遵循開(kāi)閉原則，做法如下：

增加一個(gè)接口，使得各種具體支付實(shí)現(xiàn)其接口

DepositPay類針對(duì)接口編程，由客戶端來(lái)決定具體使用哪種支付方式

重構(gòu)后的圖如下所示：

在上圖中我們引入了接口Pay,定義了pay方法，并且DepositPay是針對(duì)接口編程，通過(guò)setPayMode（）由客戶端來(lái)實(shí)例化具體的支付方式，在DepositPay的pay（）方法中調(diào)用payMode對(duì)象來(lái)支付。如果需要增加新的支付方式，比如銀聯(lián)支付，只需要讓它也實(shí)現(xiàn)Pay接口，在配置文件中配置銀聯(lián)支付即可，依賴注入是實(shí)現(xiàn)此開(kāi)閉原則的一種手段，在這里不贅述，源碼如下：

public interface Pay {
    // 支付
    void pay();
}
public class AliPay implements Pay {
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("正在使用支付寶支付");
    }
}
public class WXPay implements Pay{
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("正在使用微信支付");
    }
}
// 客戶端調(diào)用-押金支付選擇支付手段
public class DepositPay {
    // 支付方式 (這邊可以通過(guò)依賴注入的方式來(lái)注入)
    // 支付方式可以寫(xiě)在配置文件中
    // 現(xiàn)在不管你選用何種方式，我都不需要更改
    @Autowired
    Pay payMode;
    void pay(Pay payMode){
        payMode.pay();
    }
}

因?yàn)榕渲梦募梢灾苯泳庉嫞也恍枰幾g，所以一般不認(rèn)為更改配置文件是更改源碼。如果一個(gè)系統(tǒng)能做到只需要修改配置文件，無(wú)需修改源碼，那么復(fù)合開(kāi)閉原則。

Barbara Liskov提出：
標(biāo)準(zhǔn)定義：如果對(duì)每一個(gè)類型為S的對(duì)象o1，都有類型為T(mén)的對(duì)象o2，使得以T定義的所有程序P在所有的對(duì)象o1代換o2時(shí)，程序P的行為沒(méi)有變化，那么類型S是類型T的子類型。

上面的定義可能比較難以理解，簡(jiǎn)單理解就是所有引用基類（父類的）地方都可以用子類來(lái)替換，且程序不會(huì)有任何的異常。但是反過(guò)來(lái)就不行，所有使用子類的地方則不一定能用基類來(lái)替代，很簡(jiǎn)單的例子狗是動(dòng)物，不能說(shuō)動(dòng)物是狗，因?yàn)榭赡苓€有貓。。。。

里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉原則的重要方式之一，由于使用基類的所有地方都可以用子類來(lái)替換，因此在程序中盡量使用基類來(lái)定義對(duì)象，在運(yùn)行時(shí)確定其子類類型。

子類必須實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，但不得重寫(xiě)（覆蓋）父類的非抽象（已實(shí)現(xiàn)）方法。

子類中可以添加特有方法（父類中不存在),此時(shí)則無(wú)法在以父類定義的對(duì)象中使用該方法，除非在使用的時(shí)候強(qiáng)轉(zhuǎn)基類成子類進(jìn)行調(diào)用。

當(dāng)子類覆蓋或?qū)崿F(xiàn)父類的方法時(shí)，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(dāng)子類的方法實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法時(shí)，方法的后置條件（即方法的返回值）要比父類更嚴(yán)格。

所以我們?cè)谶\(yùn)用里氏替換原則的時(shí)候，盡量把父類設(shè)計(jì)為抽象類或者接口，讓子類繼承父類或者實(shí)現(xiàn)接口并實(shí)現(xiàn)在父類中聲明的方法，運(yùn)行時(shí)，子類實(shí)例替換父類實(shí)例，我們可以很方便地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)的功能，同時(shí)無(wú)須修改原有子類的代碼，增加新的功能可以通過(guò)增加一個(gè)新的子類來(lái)實(shí)現(xiàn)。里氏代換原則是開(kāi)閉原則的具體實(shí)現(xiàn)手段之一。

某租車系統(tǒng)客戶分為普通用戶（customer）和VIP客戶（VIPCustomer），系統(tǒng)需要提供一個(gè)根據(jù)郵箱重置密碼的功能。原始設(shè)計(jì)圖：

在編寫(xiě)重置密碼的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯是一樣的，存在著大量的重復(fù)代碼，而且還可能增加新的用戶類型，為了減少代碼重復(fù)性，使用里氏替換原則進(jìn)行重構(gòu)：

圖上重置密碼交由ResetPassword類去處理，只需要傳入Customer類即可，不管任何類型的Customer類，只要繼承自Customer,都可以使用里氏替換原則進(jìn)行替換，假如有新的類型，我們只需要在配置文件中注入新的類型即可。代碼如下（簡(jiǎn)單意會(huì)一下）：

// 抽象基類
public abstract class Customer {
}
public class CommonCustomer  extends Customer{
}
public class VIPCustomer  extends Customer{
}
// 重置密碼邏輯在這里實(shí)現(xiàn)，只需要傳入對(duì)應(yīng)的類型即可
public class ResetPassword {
    void resetPassword(Customer customer){
    }
}

里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉原則不可或缺的手段之一，在本例中，通過(guò)傳遞參數(shù)使用基類對(duì)象，針對(duì)抽象編程，從而滿足開(kāi)閉原則。

依賴倒轉(zhuǎn)原則(Dependency Inversion  Principle, DIP)：抽象不應(yīng)該依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)依賴于抽象。換言之，要針對(duì)接口編程，而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程。

可以通俗的定義為兩種：

高層次的模塊不應(yīng)該依賴于低層次的模塊，他們都應(yīng)該依賴于抽象。

抽象不應(yīng)該依賴于具體實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)應(yīng)該依賴于抽象。

要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)程序的時(shí)候盡量使用層次高的抽象層類，即使用接口和抽象類進(jìn)行變量的聲明、參數(shù)類型聲明、方法返回類型聲明以及數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等等,同時(shí)要注意一個(gè)具體類應(yīng)該只實(shí)現(xiàn)抽象類或者接口中存在的方法，不要給出多余的方法，這樣抽象類將無(wú)法調(diào)用子類增加的方法.我們可以通過(guò)配置文件來(lái)寫(xiě)入具體類，這樣一旦程序行為改變，可直接改變配置文件，而不需要更改程序，重新編譯，通過(guò)依賴倒轉(zhuǎn)原則來(lái)滿足開(kāi)閉原則。

在實(shí)現(xiàn)依賴倒轉(zhuǎn)原則時(shí)，我們需要針對(duì)抽象層編程，而將具體類的對(duì)象通過(guò)依賴注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他對(duì)象中，依賴注入是指當(dāng)一個(gè)對(duì)象要與其他對(duì)象發(fā)生依賴關(guān)系時(shí)，通過(guò)抽象來(lái)注入所依賴的對(duì)象。常用的注入方式有三種，分別是：構(gòu)造注入，設(shè)值注入（Setter注入）和接口注入

這部分可以參照上面開(kāi)閉原則案例，可以從那例子中看出，開(kāi)閉原則，依賴倒轉(zhuǎn)原則，里氏替換原則同時(shí)出現(xiàn)了，可以說(shuō)`開(kāi)閉原則是我們要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),而里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)手段之一，而同時(shí)里氏替換原則又是依賴倒轉(zhuǎn)原則實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因?yàn)榧尤霙](méi)有這個(gè)理論，依賴倒轉(zhuǎn)原則是不成立的，無(wú)法針對(duì)抽象編程，要注意這3個(gè)原則基本都是同時(shí)出現(xiàn)的。

接口隔離原則的兩個(gè)定義：
1：使用多個(gè)專門(mén)的接口，而不使用單一的總接口，即客戶端不應(yīng)該依賴那些它不需要的接口
2：類間的依賴關(guān)系應(yīng)該建立在最小的接口上 

接口的含義：

一個(gè)接口代表一個(gè)角色，不應(yīng)該將不同的角色都交給一個(gè)接口，因?yàn)檫@樣可能會(huì)形成一個(gè)臃腫的大接口；

特定語(yǔ)言的接口，表示接口僅僅是提供客戶端需要的行為，客戶端不需要的行為則隱藏起來(lái)，應(yīng)當(dāng)為客戶端提供盡可能小的多帶帶的接口，而不要提供大的總接口。

根據(jù)接口隔離原則，我們可明白，每個(gè)接口都應(yīng)只承擔(dān)一種相對(duì)獨(dú)立的角色，不干不該干的事情.

場(chǎng)景：模擬動(dòng)物平時(shí)的動(dòng)作，當(dāng)然也包括人，最初的設(shè)計(jì)就是一個(gè)總接口IAnimal，里面定義動(dòng)物會(huì)有的一些動(dòng)作。

代碼如下：

 public interface IAnimal{
        /**
         * 吃飯
         */
        void eat();

        /**
         * 工作
         */
        void work();

        /**
         * 飛行
         */
        void  fly();
    }
 public class Tony implements IAnimal{

        @Override
        public void eat() {
            System.out.println("tony吃");
        }

        @Override
        public void work() {
            System.out.println("tony工作");
        }

        @Override
        public void fly() {
            System.out.println("tony不會(huì)飛");
        }
    }
public class Bird implements IAnimal{

        @Override
        public void eat() {
            System.out.println("鳥(niǎo)吃");
        }

        @Override
        public void work() {
            System.out.println("鳥(niǎo)工作");
        }

        @Override
        public void fly() {
            System.out.println("鳥(niǎo)飛");
        }
    }
    

根據(jù)上面的寫(xiě)法發(fā)現(xiàn)Tony需要實(shí)現(xiàn)飛的接口，這很明顯不僅僅是多余，而且不合理，因此需要通過(guò)接口隔離原則進(jìn)行重構(gòu)：

/**
 * 抽象動(dòng)物的行為
 */
public interface IAnimal {
    /**
     * 吃飯
     */
    void eat();

    /**
     * 睡覺(jué)
     */
    void sleep();
}
/**
 * 高級(jí)動(dòng)物人 的行為
 */
public interface IAdvancedAnimalBehavior {
    /**
     * 打牌
     */
    void playCard();

    /**
     * 騎車
     */
    void byBike();
}
/**
 * 低級(jí)動(dòng)物的行為
 */
public interface IJuniorAnimalBehavior {
    /**
     * fly
     */
    void fly();
}
/**
 * 實(shí)現(xiàn)高級(jí)動(dòng)物人的共通方法
 */
public class AbstractAdvancedAnimal implements IAnimal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("人吃");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("人睡");
    }
}
/**
 * 實(shí)現(xiàn)低級(jí)動(dòng)物人的共通方法
 */
public class AbstractJuniorAnimal implements IAnimal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("動(dòng)物吃");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("動(dòng)物睡");
    }
}
// tony
public class Tony extends AbstractAdvancedAnimal implements IAdvancedAnimalBehavior {
    @Override
    public void playCard() {
        System.out.println("tony打牌");
    }

    @Override
    public void byBike() {
        System.out.println("tony騎車");
    }
}
// 鳥(niǎo)
public class Bird extends AbstractJuniorAnimal implements IJuniorAnimalBehavior{
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("鳥(niǎo)飛");
    }
}

重構(gòu)之后，首先定義了一個(gè)總的動(dòng)物接口的大類，然后分別使用了兩個(gè)抽象類（一個(gè)是高級(jí)動(dòng)物，一個(gè)是低級(jí)動(dòng)物）分別去實(shí)現(xiàn)這些公共的方法，實(shí)現(xiàn)中可以拋出異常，表明繼承此抽象類的類可以選擇性的重寫(xiě)，可不重寫(xiě)。之后再定義了兩個(gè)行為接口表明高級(jí)動(dòng)物和低級(jí)動(dòng)物所特有的，這樣使得接口之間完全隔離，動(dòng)物接口不再糅雜各種各樣的角色，當(dāng)然接口的大小尺度還是要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整，不能太小，會(huì)造成接口泛濫，也不能太大，會(huì)背離接口隔離原則。

合成復(fù)用原則(Composite Reuse Principle, CRP)：盡量使用對(duì)象組合，而不是繼承來(lái)達(dá)到復(fù)用的目的。

通過(guò)合成復(fù)用原則來(lái)使一些已有的對(duì)象使之成為對(duì)象的一部分，一般通過(guò)組合/聚合關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，而盡量不要使用繼承。因?yàn)榻M合和聚合可以降低類之間的耦合度，而繼承會(huì)讓系統(tǒng)更加復(fù)雜，最重要的一點(diǎn)會(huì)破壞系統(tǒng)的封裝性，因?yàn)槔^承會(huì)把基類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)暴露給子類，同時(shí)如果基類變化，子類也必須跟著改變，而且耦合度會(huì)很高。

參考：https://www.cnblogs.com/muzon...
參考：https://blog.csdn.net/lovelio...
參考：https://blog.csdn.net/qq_3496...