OOP - 开闭原则(OCP)

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本文是对王争大佬《设计模式之美》的学习总结

开闭原则 Open Closed Principle (OCP)

  开闭原则的英文全称是Open Closed Principle,简写为OCP。他的英文描述是:software entities (module, classes,functions,etc.) should be open for extension, but closed for modification。翻译为中文就是:软件实体(模块、类、方法等)应该“对扩展开放、对修改关闭”。

  这个描述比较简略,如果我们详细表述一下,那就是,添加一个新的功能应该是,在已有代码基础上扩展代码(新增模块、类、方法等),而非修改已有代码(修改模块、类、方法等)。有两点需要注意,第一点是,开闭原则并不是说完全杜绝修改,而是以最小的修改代码的代价来完成新功能的开发。第二点是,同样的代码改动,在粗代码粒度下,可能被认定为“修改”;在细代码粒度下,可能又被认定为“扩展”。

修改代码就意味着违背开闭原则吗?

  添加一个新功能,不可能任何模块、类、方法的代码都不“修改”,这个是做不到的。类需要创建、组装、并且做一些初始化操作,才能构建成可运行的程序,这部分代码的修改是在所难免的。我们要做的是尽量让修改更集中、更少、更上层,尽量让最核心、最复杂的那部分逻辑代码满足开闭原则。

如何做到“对扩展开放、修改关闭”?

  实际上,开闭原则讲的就是代码的扩展性问题,是判断一段代码是否易扩展的“金标准”。如果某一段代码在应对未来需求变化的时候,能够做到“对扩展开放、修改关闭”,那就说明这段代码的扩展性比较好。所以,问如何才能做到“对扩展开放、修改关闭”,也就是粗略地等同于在问,如何才能写出扩展性好的代码。

  为了尽量写出扩展性好的代码,我们要时刻具备扩展意识、抽象意识、封装意识。这些“潜意识”可能比任何开发技巧都重要。在写代码的时候,我们要多花点时间往前多思考一下,这段代码未来可能有哪些需求变更、如何设计代码结构,事先留好扩展点,以便在未来需求变更的时候,不需要改动代码整体结构、做到最小代码改动的情况下,新的代码能够灵活地插入到扩展点上,做到“对扩展开放、修改关闭”。

  还有,在识别出代码可变部分和不可变部分之后,我们要将可变部分封装起来,隔离变化,提供抽象化的不可变接口,给上层系统使用。当具体的实现发生变化的时候,我们只需要基于相同的抽象接口,扩展一个新的实现,替换掉老的实现即可,上游系统的代码几乎不需要修改。

  在众多的设计原则、思想、模式中,最常用来提高代码扩展性的方法有:多态、依赖注入、基于接口而非实现编程,以及大部分的设计模式(比如,装饰、策略、模板、职责链、状态等)。

  举例:我们代码中通过 Kafka 来发送异步消息。对于这样一个功能的开发,我们要学会将其抽象成一组跟具体消息队列(Kafka)无关的异步消息接口。所有上层系统都依赖这组抽象的接口编程,并且通过依赖注入的方式来调用。当我们要替换新的消息队列的时候,比如将 Kafka 替换成 RockeMQ,可以很方便地拔掉老的消息队列实现,插入新的消息队列实现。具体代码如下所示:

// 这一部分体现了抽象意识
public interface MessageQueue { //... }
public class KafkaMessageQueue implements MessageQueue { //... }
public class RocketMessageQueue implements MessageQueue { //... }
  
public interface MessageFormatter { //... }
public class JsonMessageFormatter implements MessageFormatter { //... }
public class ProtoBufMessageFormatter implements MessageFormatter { //... }
  
public class Demo {
  private MessageQueue msgQueue; // 基于接口而为实现编程
  public Demo(MessageQueue msgQueue) { // 依赖注入
    this.msgQueue = msgQueue;
  }
  
  // msgFormatter: 多态、依赖注入
  public void sendNotification(Notification notification, MessageFormatter msg){
    // ...
  }
}