六大设计原则——单一职责原则【Single Responsibility Principle】

2022-01-07 14:27:10

声明：本文内容是从网络书籍整理而来，并非原创。

用户管理的例子

先看一张用户管理的类图：
再看一眼上面的图，思考：这样合理吗？
这个接口是一个很糟糕的设计！用户的属性和行为竟然混合在一起！！！
正确的做法是把用户的信息抽取成一个业务对象(Bussiness Object,简称 BO)，把行为抽取成另外一个接口中，我们把这个类图重新画一下：
这样划分成了两个接口，IUserBO 负责用户的属性，IUserBiz 负责用户的行为，因为是面向的接口编程，所有当产生了这个 UserInfo 对象之后，既可以把它当 IUserBO 接口使用，也可以当 IUserBiz 接口使用，类似下面代码：
```
IUserBiz userInfo = new UserInfo(); 

//我要赋值了，我就认为它是一个纯粹的BO

IUserBO userBO = (IUserBO)userInfo;

userBO.setPassword("abc"); 

//我要执行动作了，我就认为是一个业务逻辑类

IUserBiz userBiz = (IUserBiz)userInfo;

userBiz.deleteUser();
```
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问题解决了，但实际中我们更倾向于使用两个不同的类或接口，一个就是IUserBO，一个是IUserBiz，如下图：
以上我们把一个接口拆分成两个接口的动作，就是依赖了单一职责原则，那什么是单一职责原则呢？

单一职责原则：应该有且仅有一个原因引起类的变更
SRP 的原话解释是：There should never be more than one reason for a class to change。

打电话的例子

电话通话的时候有四过程发生：拨号、通话、回应、挂机，那么看下接口图：
六大设计原则——单一职责原则【Single Responsibility Principle】
接口代码：

public interface IPhone { 

  //拨通电话

  public void dial(String phoneNumber); 

  //通话

  public void chat(Object o); 

  //回应，只有自己说话而没有回应，那算啥？！

  public void answer(Object o); 

  //通话完毕，挂电话

  public void huangup();

}

想想，符合单一职责原则吗？
其实它有两个职责：一个是协议管理，一个是数据传送，diag()和 huangup()两个方法实现的是协议管理，拨号接通和关闭；chat()和answer()是数据的传送，把我们说的话转换成模拟信号或者是数字信号传递到对方，然后再把对方传递过来的信号还原成我们听的懂人话。这两个职责互不影响，所以考虑拆开，如下图：
这种设计完全满足类和接口的单一职责要求，但是一个手机类要把 ConnectionManager 和DataTransfer 组合在一块才能使用，组合是一种强耦合关系，都是有共同的生命期，这样的强耦合关系还不如使用接口实现的方式呢，而且还增加了类的复杂性，多了两个类呀，好，我们修改一下类图：
这样设计才为完美，一个手机实现了两个接口，把两个职责融合一个类中，你会觉得这个 Phone有两个原因引起变化了呀，是的是的，但是别忘记了我们是面向接口编程，我们对外公布的是接口而不是实现类；而且如果真要实现类的单一职责的话，这个就必须使用了上面组合的方式了，那这个会引起类间耦合过重的问题。

所以，对于接口，我们在设计的时候一定要做到单一，但是对于实现类就需要多方面考虑了，生搬硬套单一职责原则会引起类的剧增，给维护带来非常多的麻烦；而且过分的细分类的职责也会人为的制造系统的复杂性，本来一个类可以实现的行为非要拆成两个，然后使用聚合或组合的方式再耦合在一起，这个是人为制造了系统的复杂性，所以原则是死的，人是活的，这句话是非常好的。

单一职责的好处：

类的复杂性降低，实现什么职责都有清晰明确的定义；
可读性提高，复杂性降低，那当然可读性提高了；
可维护性提高，那当然了，可读性提高，那当然更容易维护了；
变更引起的风险降低，变更是必不可少的，接口的单一职责做的好的话，一个接口修改只对相应的实现类有影响，与其他的接口无影响，这个是对项目有非常大的帮助。

单一职责原则最难划分的就是职责，一个职责一个接口，但是问题是“职责”是一个没有量化的标准，一个类到底要负责那些职责？这些职责怎么细化？细化后是否都要有一个接口或类？这个都是需要从实际的项目区考虑的，从功能上来说，定义一个 IPhone 接口也没有错，实现了电话的功能呀，而且设计还很简单，就一个接口一个实现类，真正的项目我想大家一般都是会这么设计的，从设计原则上来看就有问题了，有两个可以变化的原因放到了一个接口中了，这就为以后的变化带来了风险，我从 2G 通讯协议修改到 3G 通讯，你看看你提供出的接口 IPhone 是不是要修改了？接口修改对其他的 Invoker 是不是有很大影响？！

方法的单一职责原则

单一职责使用于接口、类，同时也使用方法，什么意思呢？一个方法尽可能做一件事情，比如一个方法修改用户密码，别把这个方法放到“修改用户信息”方法中，这个方法的颗粒度很粗，比如这样一个方法：
六大设计原则——单一职责原则【Single Responsibility Principle】

在 IUserManager 中定义了一个方法叫 changeUser，根据传递的 type 不同，把可变长度参数changeOptions 修改到 userBo 这个对象上，并调用持久层的方法保存到数据库中。在我的项目组中如果有人写了这样一个方法，我不管他写了多上程序化了多少工夫，一律重写！原因是：方法职责不清晰，不单一，一般方法设计成这样的：
六大设计原则——单一职责原则【Single Responsibility Principle】
你要修改用户名称，就调用 changeUserName 方法，你要修改家庭地址就调用 changeHomeAddress，你要修改单位单户就调用 changeOfficeTel 方法，每个方法的职责就非常清晰，这也是一个良好的设计习惯。
所以，不管是对接口、类、方法使用了单一规则原则，那么快乐的就不仅仅是你了，还有你项目的成员，你的板，减少了因为变更引起的工作量呀，加官进爵等着你幺！

疑惑

你看到这里，就会问我，你写是类的设计原则吗？你通篇都在说接口的单一职责，类的单一职责你都违背了呀，呵呵，这个还真是的，我的本意是想把这个原则讲清楚，类的单一职责嘛，这个很简单，但当我回头写的时候，发觉才不是这么回事，翻看了以前一些设计和代码，基本上拿的出手的类设计都是和单一职责向违背的，静下心来回忆，发觉每一个类这样设计都是有原因的。这几天我查阅了 wikipedia、oodesign 等几个网站，专家和我也有类似的经验,基本上类的单一职责都用了类似的一句话来说“This is sometimes hard to see” ，这句话翻译过来就是“这个有时候很难说” ，是的，类的单一职责确实受非常多的因素制约，纯理论的来讲，这个原则是非常优秀的，但是现实有现实难处，你必须去考虑项目工期、成本、人员技术水平、硬件情况、网络情况甚至有时候还要考虑*政策、垄断协议等等原因。

所以，对于单一职责原则，我的建议是接口一定要做到单一职责，类设计尽量只有一个原因引起变化。

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