開閉原則，開放的是什么？關(guān)閉的又是什么？

作者：猿java 2024-07-11 16:32:13

開發(fā)

本文通過一個電商中庫存實例，演示了開閉原則的整個抽象和實現(xiàn)過程，并給出了開閉原則最常用的三種實現(xiàn)方式。

真實工作中，你是否是這樣操作過：一個需求過來，把原來的代碼改一遍，再一個需求過來，又把上一個需求的代碼改一遍，很多重復(fù)的工作還是在日復(fù)一日的重復(fù)，有什么好的辦法改善嗎？

相信有經(jīng)驗的小伙伴一定聽過：對擴展開放，對修改關(guān)閉。那么，你知道這句話的真正含義嗎？今天我們來聊聊開閉原則到底是怎么實現(xiàn)的。

什么是開閉原則？

開放封閉原則，英文是：Open–closed principle，簡稱OCP，是該原則是 Bertrand Meyer 在1988年提出的，最后被 Robert C. Martin收錄到 SOLID原則，開閉原則指出：

Software entities should be open for extension, but closed for modification.

軟件實體應(yīng)該對擴展開放，對修改關(guān)閉。

如何實現(xiàn)開閉原則？

"對擴展開放，對修改關(guān)閉"，如何理解呢？我們先看一個案例，如下圖，給出了電商領(lǐng)域庫存系統(tǒng)庫存變更的簡易模型圖，庫存系統(tǒng)接收外部系統(tǒng)庫存變更事件，然后對數(shù)據(jù)庫中的庫存進行修改。

面對這個業(yè)務(wù)需求，很多人的代碼會寫出這樣：

public class Stock {
    public void updateStock(String event){
        if("outOfStock" == event){
            // todo 出庫事件   庫存操作
        }else if("warehousing" == event){
            // todo 入庫事件   庫存操作
        }
    }
}

這時，新的需求來了：WMS倉儲系統(tǒng)內(nèi)部會產(chǎn)生盤點事件(盤盈/盤虧)，這些事件會導(dǎo)致變更庫存。于是，代碼就會發(fā)展成下面這樣：

public class Stock {
    public void updateStock(String event){
        if("outOfStock" == event){
            // todo 出庫事件   庫存操作
        }else if("warehousing" == event){
            // todo 入庫事件   庫存操作
        }else if("panSurplus" == event){
            // todo 盤盈事件   庫存操作
        }else if("loss" == event){
            // todo 盤虧事件   庫存操作
        }
    }
}

很顯然，上述代碼的實現(xiàn)，每來一個需求，就需要修改一次代碼，在方法中增加一個 else if分支，因此 Stock類就一直處于變更中，不穩(wěn)定。

有沒有什么好的辦法，可以使得這個代碼不用被修改，但是又能夠靈活的擴展，滿足業(yè)務(wù)需求呢？

這個時候我們就要搬出 java的三大法寶：繼承，實現(xiàn)，多態(tài)。

我們發(fā)現(xiàn)整個業(yè)務(wù)模型是：事件導(dǎo)致庫存變更。所以，能不能把事件抽離出來？把它抽象成一個接口，代碼如下：

public interface Event {
    void updateStock(String event);
}

每種事件對應(yīng)一種庫存變更，抽象成一個具體的實現(xiàn)類，代碼如下：

入庫事件

public class WarehousingEvent implements Event {
    public void updateStock(String event){
        // 業(yè)務(wù)邏輯
    }
}

出庫事件

public class OutOfStockEvent implements Event {
    public void updateStock(String event){
        // 業(yè)務(wù)邏輯
    }
}

xxx事件

public class XXXEvent implements Event {
    public void updateStock(String event){
        // 業(yè)務(wù)邏輯
    }
}

最后，Stock類中 updateStock()庫存變更邏輯就可以抽象成下面這樣：

public class Stock {
    public void updateStock(String event){
        // 根據(jù)事件類型獲取真實的實現(xiàn)類
        Event event = getEventInstance(event);
        // 庫存變更操作
        event.updateStock();
    }
}

經(jīng)過抽象、分離和改造之后，Stock.updateStock()類就穩(wěn)定下來了，再也不需要每增加一個事件就需要增加一個 else if分支處理，這種抽象帶來的好處也是很明顯的：每次有新的庫存變更事件，只需要增加一個實現(xiàn)類，其他的邏輯都不需要更改，當庫存事件無效時只需要把實現(xiàn)類刪除即可。

開閉原則是常見方式

在Java編程中，遵循開閉原則的常見方式有：使用抽象類和接口、使用策略模式、使用裝飾器模式等。

1.抽象類和接口

抽象類和接口是 Java中實現(xiàn) 開閉原則的基礎(chǔ)，通過定義抽象類或接口，程序員可以在不修改已有代碼的情況下，通過繼承或?qū)崿F(xiàn)來擴展新功能。因此，我們強烈建議：面向接口編程。

2.策略模式

策略模式是一種行為設(shè)計模式，允許在運行時選擇算法的實現(xiàn)，策略模式通過定義一系列算法，并將每個算法封裝在獨立的類中，使得它們可以相互替換。

在上面的示例講解中，其實使用的就是策略模式，當后期有其他的庫存事件時，我們只需要添加擴展類，而無需修改現(xiàn)有的代碼。

3.裝飾器模式

裝飾器模式是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，允許向一個對象動態(tài)添加行為。裝飾器模式通過創(chuàng)建一個裝飾器類來包裝原始類，從而增加新的功能。示例代碼：

// 定義一個接口
public interface Coffee {
    String getDescription();
    double getCost();
}

// 實現(xiàn)接口的具體類
public class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Simple Coffee";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return 5.0;
    }
}

// 創(chuàng)建裝飾器抽象類
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }
}

// 實現(xiàn)具體的裝飾器類
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 1.5;
    }
}

public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Sugar";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 0.5;
    }
}

// 客戶端代碼
public class CoffeeShop {
    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new SimpleCoffee();
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());

        coffee = new MilkDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());

        coffee = new SugarDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());
    }
}

在這個示例中，Coffee接口定義了獲取描述和成本的方法，SimpleCoffee類實現(xiàn)了這個接口。CoffeeDecorator類是一個抽象類，實現(xiàn)了 Coffee接口，并持有一個 Coffee對象。MilkDecorator和SugarDecorator類分別繼承了CoffeeDecorator類，并擴展了其功能。如果我們需要增加新的裝飾器，只需要繼承 CoffeeDecorator類并實現(xiàn)其方法即可，而無需修改現(xiàn)有的代碼。

總結(jié)

本文通過一個電商中庫存實例，演示了開閉原則的整個抽象和實現(xiàn)過程，并給出了開閉原則最常用的 3種實現(xiàn)方式。

開閉原則的核心是對擴展開放，對修改關(guān)閉，因此，當業(yè)務(wù)需求一直需要修改同一段代碼時，我們就得多思考代碼修改的理由是什么？它們之間是不是有一定的共同性？能不能把這些變更點分離出來，通過擴展來實現(xiàn)而不是修改代碼？

其實在業(yè)務(wù)開發(fā)中還有很多類似的場景，比如：電商系統(tǒng)中的會員系統(tǒng)，需要根據(jù)用戶不同的等級計算不同的費用；機票系統(tǒng)，根據(jù)用戶不同的等級(普通，白金用戶，黃金用戶...)提供不同的售票機制；網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中，根據(jù)不同的粒度(接口，ip，服務(wù)，集群)來實現(xiàn)限流；

可能有小伙伴會反駁，業(yè)務(wù)場景有類似的場景，但是邏輯簡單，幾個 if-else就搞定了，沒有必要去搞這么復(fù)雜的設(shè)計。

本人建議：功夫在平時，功夫在細節(jié)。

很多人總抱怨業(yè)務(wù)開發(fā)技術(shù)成長慢，特別是對于初級程序員，但是大部門人的起點都是業(yè)務(wù)的 CRUD，如果能在業(yè)務(wù) CRUD過程中想辦法"挖掘"某些設(shè)計模式，通過這種長期的刻意練習，量變產(chǎn)生質(zhì)變，慢慢就能領(lǐng)會這些經(jīng)典設(shè)計原則的奧妙，終有一天也能寫出讓人賞心悅目的代碼。

責任編輯：趙寧寧來源：猿java

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