1. 單一職責(zé)原則（Single Responsibility Principle, SRP）

單一職責(zé)原則指出一個類應(yīng)該只有一個原因引起變化，即一個類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)。如果一個類承擔(dān)了過多的職責(zé)，那么在修改它以滿足一個職責(zé)的需求時，可能會產(chǎn)生副作用，從而影響到其他職責(zé)的功能。遵循單一職責(zé)原則可以使代碼更加清晰，降低類的復(fù)雜性，提高模塊化程度。

2. 開閉原則（Open/Closed Principle, OCP）

開閉原則強(qiáng)調(diào)軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。這意味著在設(shè)計一個模塊的時候，應(yīng)該使得這個模塊可以在不被修改的前提下進(jìn)行擴(kuò)展。這樣做可以減少因?yàn)樾薷默F(xiàn)有代碼而引入的錯誤，同時也使得系統(tǒng)更加靈活，易于添加新功能。

3. 里氏替換原則（Liskov Substitution Principle, LSP）

里氏替換原則是指子類型必須能夠替換掉它們的基類型，即子類對象應(yīng)該能夠替換掉父類對象被使用。這意味著在軟件中，子類繼承父類時，應(yīng)該能夠保證父類的所有行為在子類中仍然有效。如果違反了這個原則，可能會導(dǎo)致在使用子類替換父類的情況下，程序出現(xiàn)錯誤或者異常。

4. 接口隔離原則（Interface Segregation Principle, ISP）

接口隔離原則主張接口應(yīng)該小而專注，不應(yīng)該強(qiáng)迫客戶程序依賴于它們不用的方法。這個原則的目的是降低類與接口之間的耦合度，使得類可以實(shí)現(xiàn)它們需要的接口，而不是實(shí)現(xiàn)一個龐大的、包含許多不必要方法的接口。這樣可以提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。

5. 依賴倒置原則（Dependency Inversion Principle, DIP）

依賴倒置原則是指高層模塊不應(yīng)該依賴于低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴于抽象；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。這個原則的核心思想是通過抽象來減少模塊間的耦合，使得系統(tǒng)更加模塊化，從而提高代碼的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

這些設(shè)計原則，從字面上理解都不難。一看就感覺懂了，但真的用到項(xiàng)目中的時候，會發(fā)現(xiàn)，“看懂”和“會用”是兩回事，而“用好”更是難上加難。從我之前的工作經(jīng)歷來看，很多同事因?yàn)閷@些原則理解得不夠透徹，導(dǎo)致在使用的時候過于教條主義，拿原則當(dāng)真理，生搬硬套，反而適得其反。

那么如何更好的理解這些原則呢？下面我通過一個例子來說明，力求使大家能夠不僅懂而且會用。

如何理解單一職責(zé)原則（SRP）？

單一職責(zé)原則的英文是 Single Responsibility Principle，縮寫為 SRP。這個原則的英文描述是這樣的：A class or module should have a single responsibility。如果我們把它翻譯成中文，那就是：一個類或者模塊只負(fù)責(zé)完成一個職責(zé)（或者功能）。

注意，這個原則描述的對象包含兩個，一個是類（class），一個是模塊（module）。關(guān)于這兩個概念，有兩種理解方式。一種理解是：把模塊看作比類更加抽象的概念，類也可以看作模塊。另一種理解是：把模塊看作比類更加粗粒度的代碼塊，模塊中包含多個類，多個類組成一個模塊。

無論哪種理解方式，想象一下，單一職責(zé)原則就像是給每個工作角色分配一項(xiàng)特定的任務(wù)。不管是哪種情況，這個原則都是一個道理：每個角色（或者說類）都應(yīng)該只做一件事，而且要做好。現(xiàn)在，我們就聊聊在設(shè)計一個類的時候，怎么按照這個原則來操作。至于模塊怎么用這個原則，你可以自己想一想，原理是類似的。

這個原則其實(shí)很簡單：一個類就負(fù)責(zé)一個任務(wù)。就像我們不喜歡一個員工同時做太多不同的工作一樣，一個類也不應(yīng)該承擔(dān)太多功能。如果一個類做了太多不相關(guān)的工作，我們就得把它分成幾個小類，每個小類只負(fù)責(zé)一個具體的工作。

比如說，你有一個類，它既處理訂單的事情，又處理用戶的事情。訂單和用戶是兩碼事，對吧？把這兩件事放在一個類里，就像讓一個人同時做廚師和會計的工作，這顯然是不合理的。按照單一職責(zé)原則，我們應(yīng)該把這個類分成兩個：一個專門處理訂單的類，另一個專門處理用戶的類。這樣一來，每個類都只關(guān)注一件事情，工作起來就更加得心應(yīng)手了。

如何判斷類的職責(zé)是否足夠單一？

從剛剛這個例子來看，單一職責(zé)原則看似不難應(yīng)用。那是因?yàn)槲遗e的這個例子比較極端，一眼就能看出訂單和用戶毫不相干。但大部分情況下，類里的方法是歸為同一類功能，還是歸為不相關(guān)的兩類功能，并不是那么容易判定的。在真實(shí)的軟件開發(fā)中，對于一個類是否職責(zé)單一的判定，是很難拿捏的。我舉一個更加貼近實(shí)際的例子來給你解釋一下。

在一個社交產(chǎn)品中，我們用下面的 UserInfo 類來記錄用戶的信息。你覺得，UserInfo 類的設(shè)計是否滿足單一職責(zé)原則呢？

public class UserInfo {  private long userId;  private String username;  private String email;  private String telephone;  private long createTime;  private long lastLoginTime;  private String avatarUrl;  private String provinceOfAddress; // 省  private String cityOfAddress; // 市  private String regionOfAddress; // 區(qū)  private String detailedAddress; // 詳細(xì)地址 // ...省略其他屬性和方法...}

關(guān)于UserInfo這個類，大家看法可能不同。有人覺得，既然UserInfo里裝的都是關(guān)于用戶的各種信息，那么它就符合那個所謂的單一職責(zé)原則，意思就是一個類只干一種活兒。但另一些人認(rèn)為，因?yàn)閁serInfo里地址信息占了很大一部分，所以可以把這部分信息單獨(dú)拿出來，搞個新的UserAddress類，讓UserInfo只保留其他用戶信息。這樣一來，每個類負(fù)責(zé)的活兒就更專一了。

那哪種說法更靠譜呢？其實(shí)，這得看我們用這個社交軟件的具體情況。如果這個軟件就是用來展示用戶的基本信息，那現(xiàn)在的UserInfo設(shè)計就挺好。但如果這個軟件后來要加個購物功能，用戶的地址信息就得在物流中用到，那我們最好還是把地址信息單獨(dú)搞出來，弄成個專門的用戶物流信息類。

再往深了想，如果這個公司越做越大，又開發(fā)了一堆其他應(yīng)用，還想讓所有應(yīng)用都能用同一個賬號登錄，那我們就得再對UserInfo動動手腳，把跟登錄認(rèn)證相關(guān)的信息，比如郵箱、手機(jī)號這些，再抽出來，單獨(dú)搞個類。

所以說，一個類要不要繼續(xù)拆，得看我們用它來干嘛，以及將來可能要干嘛。有時候，一個類現(xiàn)在看起來挺合適的，但換個環(huán)境或者將來需求變了，就可能不夠用了，得繼續(xù)拆。而且，從不同的角度看同一個類，也可能有不同的想法。比如，從“用戶”這個整體來看，UserInfo里的東西都跟用戶相關(guān)，看起來挺專一的。但如果我們從更細(xì)的角度看，比如“用戶展示信息”、“地址信息”、“登錄認(rèn)證信息”，那我們可能就得繼續(xù)拆分UserInfo。

總的來說，判斷一個類是不是專一，這事兒挺主觀的，沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際編程時，我們也不用太著急，一開始就想得太完美。可以先弄個簡單的類，滿足現(xiàn)在的需要。等以后業(yè)務(wù)發(fā)展了，如果這個類變得越來越復(fù)雜，代碼一大堆，那時候再考慮把它拆成幾個小類。這個過程，其實(shí)就是我們常說的不斷改進(jìn)和調(diào)整。

聽到這里，你可能會說，這個原則如此含糊不清、模棱兩可，到底該如何拿捏才好啊？

這里還有一些小技巧，能夠很好地幫你，從側(cè)面上判定一個類的職責(zé)是否夠單一。而且，個人覺得，下面這幾條判斷原則，比起很主觀地去思考類是否職責(zé)單一，要更有指導(dǎo)意義、更具有可執(zhí)行性：

1. 類中的代碼行數(shù)、函數(shù)或?qū)傩赃^多，會影響代碼的可讀性和可維護(hù)性，我們就需要考慮對類進(jìn)行拆分；

2. 類依賴的其他類過多，或者依賴類的其他類過多，不符合高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計思想，我們就需要考慮對類進(jìn)行拆分；

3. 私有方法過多，我們就要考慮能否將私有方法獨(dú)立到新的類中，設(shè)置為 public 方法，供更多的類使用，從而提高代碼的復(fù)用性；

4. 比較難給類起一個合適名字，很難用一個業(yè)務(wù)名詞概括，或者只能用一些籠統(tǒng)的 Manager、Context 之類的詞語來命名，這就說明類的職責(zé)定義得可能不夠清晰；

5. 類中大量的方法都是集中操作類中的某幾個屬性，比如，在 UserInfo 例子中，如果一半的方法都是在操作 address 信息，那就可以考慮將這幾個屬性和對應(yīng)的方法拆分出來。

不過，你可能還會有這樣的疑問：在上面的判定原則中，我提到類中的代碼行數(shù)、函數(shù)或者屬性過多，就有可能不滿足單一職責(zé)原則。那多少行代碼才算是行數(shù)過多呢？多少個函數(shù)、屬性才稱得上過多呢？

比較初級的工程師經(jīng)常會問這類問題。實(shí)際上，這個問題并不好定量地回答，就像你問大廚“放鹽少許”中的“少許”是多少，大廚也很難告訴你一個特別具體的量值。

如果繼續(xù)深究一下的話，你可能還會說，一些菜譜確實(shí)給出了，做某某菜需要放多少克鹽，放多少克油的具體量值啊。我想說的是，那是給家庭主婦用的，那不是給專業(yè)的大廚看的。類比一下做飯，如果你是沒有太多項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的編程初學(xué)者，實(shí)際上，我也可以給你一個湊活能用、比較寬泛的、可量化的標(biāo)準(zhǔn)，那就是一個類的代碼行數(shù)最好不能超過 200 行，函數(shù)個數(shù)及屬性個數(shù)都最好不要超過 10 個。

實(shí)際上， 從另一個角度來看，當(dāng)一個類的代碼，讀起來讓你頭大了，實(shí)現(xiàn)某個功能時不知道該用哪個函數(shù)了，想用哪個函數(shù)翻半天都找不到了，只用到一個小功能要引入整個類（類中包含很多無關(guān)此功能實(shí)現(xiàn)的函數(shù)）的時候，這就說明類的行數(shù)、函數(shù)、屬性過多了。實(shí)際上，代碼寫多了，在開發(fā)中慢慢“品嘗”，自然就知道什么是“放鹽少許”了，這就是所謂的“專業(yè)第六感”。

類的職責(zé)是否設(shè)計得越單一越好？

為了滿足單一職責(zé)原則，是不是把類拆得越細(xì)就越好呢？答案是否定的。我們還是通過一個例子來解釋一下。Serialization 類實(shí)現(xiàn)了一個簡單協(xié)議的序列化和反序列功能，具體代碼如下：

/*** Protocol format: identifier-string;{gson string}* For example: UEUEUE;{"a":"A","b":"B"}*/public class Serialization {    private static final String IDENTIFIER_STRING = "UEUEUE;";    private Gson gson;    public Serialization() {      this.gson = new Gson();    }
    
    public String serialize(Mapobject) {      StringBuilder textBuilder = new StringBuilder();      textBuilder.append(IDENTIFIER_STRING);      textBuilder.append(gson.toJson(object));      return textBuilder.toString();    }
    public Mapdeserialize(String text) {      if (!text.startsWith(IDENTIFIER_STRING)) {      return Collections.emptyMap();      }      String gsonStr = text.substring(IDENTIFIER_STRING.length());      return gson.fromJson(gsonStr, Map.class);    }}

如果我們想讓類的職責(zé)更加單一，我們對 Serialization 類進(jìn)一步拆分，拆分成一個只負(fù)責(zé)序列化工作的 Serializer 類和另一個只負(fù)責(zé)反序列化工作的 Deserializer 類。拆分后的具體代碼如下所示：

public class Serializer {  private static final String IDENTIFIER_STRING = "UEUEUE;";  private Gson gson;  public Serializer() {     this.gson = new Gson();  }
  public String serialize(Mapobject) {      StringBuilder textBuilder = new StringBuilder();      textBuilder.append(IDENTIFIER_STRING);      textBuilder.append(gson.toJson(object));      return textBuilder.toString();  }}

public class Deserializer {  private static final String IDENTIFIER_STRING = "UEUEUE;";  private Gson gson;  public Deserializer() {     this.gson = new Gson();  }
  public Mapdeserialize(String text) {    if (!text.startsWith(IDENTIFIER_STRING)) {       return Collections.emptyMap();    }    String gsonStr = text.substring(IDENTIFIER_STRING.length());    return gson.fromJson(gsonStr, Map.class);  }}

雖然經(jīng)過拆分之后，Serializer 類和 Deserializer 類的職責(zé)更加單一了，但也隨之帶來了新的問題。如果我們修改了協(xié)議的格式，數(shù)據(jù)標(biāo)識從“UEUEUE”改為“DFDFDF”，或者序列化方式從 JSON 改為了 XML，那 Serializer 類和 Deserializer 類都需要做相應(yīng)的修改，代碼的內(nèi)聚性顯然沒有原來 Serialization 高了。而且，如果我們僅僅對 Serializer 類做了協(xié)議修改，而忘記了修改 Deserializer 類的代碼，那就會導(dǎo)致序列化、反序列化不匹配，程序運(yùn)行出錯，也就是說，拆分之后，代碼的可維護(hù)性變差了。

實(shí)際上，不管是應(yīng)用設(shè)計原則還是設(shè)計模式，最終的目的還是提高代碼的可讀性、可擴(kuò)展性、復(fù)用性、可維護(hù)性等。我們在考慮應(yīng)用某一個設(shè)計原則是否合理的時候，也可以以此作為最終的考量標(biāo)準(zhǔn)。

我們來一塊總結(jié)回顧一下。

1. 如何理解單一職責(zé)原則（SRP）？

一個類只負(fù)責(zé)完成一個職責(zé)或者功能。不要設(shè)計大而全的類，要設(shè)計粒度小、功能單一的類。單一職責(zé)原則是為了實(shí)現(xiàn)代碼高內(nèi)聚、低耦合，提高代碼的復(fù)用性、可讀性、可維護(hù)性。

2. 如何判斷類的職責(zé)是否足夠單一？

不同的應(yīng)用場景、不同階段的需求背景、不同的業(yè)務(wù)層面，對同一個類的職責(zé)是否單一，可能會有不同的判定結(jié)果。實(shí)際上，一些側(cè)面的判斷指標(biāo)更具有指導(dǎo)意義和可執(zhí)行性，比如，出現(xiàn)下面這些情況就有可能說明這類的設(shè)計不滿足單一職責(zé)原則：

• 類中的代碼行數(shù)、函數(shù)或者屬性過多；

• 類依賴的其他類過多，或者依賴類的其他類過多；

• 私有方法過多；

• 比較難給類起一個合適的名字；

• 類中大量的方法都是集中操作類中的某幾個屬性。

3. 類的職責(zé)是否設(shè)計得越單一越好？

單一職責(zé)原則通過避免設(shè)計大而全的類，避免將不相關(guān)的功能耦合在一起，來提高類的內(nèi)聚性。同時，類職責(zé)單一，類依賴的和被依賴的其他類也會變少，減少了代碼的耦合性，以此來實(shí)現(xiàn)代碼的高內(nèi)聚、低耦合。但是，如果拆分得過細(xì)，實(shí)際上會適得其反，反倒會降低內(nèi)聚性，也會影響代碼的可維護(hù)性。