1、接口隔离原则的定义

在讲接口隔离原则之前,先明确一下我们的主角——接口。接口分为两种:
❑实例接口(Object Interface),在Java中声明一个类,然后用new关键字产生一个实例,它是对一个类型的事物的描述,这是一种接口。比如你定义Person这个类,然后使用Person zhangSan=new Person()产生了一个实例,这个实例要遵从的标准就是Person这个类,Person类就是zhangSan的接口。疑惑?看不懂?不要紧,那是因为让Java语言浸染的时间太长了,只要知道从这个角度来看,Java中的类也是一种接口。
❑类接口(Class Interface),Java中经常使用的interface关键字定义的接口。
主角已经定义清楚了,那什么是隔离呢?它有两种定义,如下所示:
❑Clients should not be forced to depend upon interfaces that they don't use.(客户端不应该依赖它不需要的接口。)
❑The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface.(类间的依赖关系应该建立在最小的接口上。)
新事物的定义一般都比较难理解,晦涩难懂是正常的。我们把这两个定义剖析一下,先说第一种定义:“客户端不应该依赖它不需要的接口”,那依赖什么?依赖它需要的接口,客户端需要什么接口就提供什么接口,把不需要的接口剔除掉,那就需要对接口进行细化,保证其纯洁性;再看第二种定义:“类间的依赖关系应该建立在最小的接口上”,它要求是最小的接口,也是要求接口细化,接口纯洁,与第一个定义如出一辙,只是一个事物的两种不同描述。
我们可以把这两个定义概括为一句话:建立单一接口,不要建立臃肿庞大的接口。再通俗一点讲:接口尽量细化,同时接口中的方法尽量少。看到这里大家有可能要疑惑了,这与单一职责原则不是相同的吗?错,接口隔离原则与单一职责的审视角度是不相同的,单一职责要求的是类和接口职责单一,注重的是职责,这是业务逻辑上的划分,而接口隔离原则要求接口的方法尽量少。例如一个接口的职责可能包含10个方法,这10个方法都放在一个接口中,并且提供给多个模块访问,各个模块按照规定的权限来访问,在系统外通过文档约束“不使用的方法不要访问”,按照单一职责原则是允许的,按照接口隔离原则是不允许的,因为它要求“尽量使用多个专门的接口”。专门的接口指什么?就是指提供给每个模块的都应该是单一接口,提供给几个模块就应该有几个接口,而不是建立一个庞大的臃肿的接口,容纳所有的客户端访问。

2、接下来我们开一下具体案例:

java classpatch隔离技术方案 java类隔离机制_System

类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B,类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D,如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C
来说不是最小接口,那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法。
按隔离原则应当这样处理:将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成 3 个接口),类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

应用实例
1) 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B,类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D,请编写代码完成此应用实例。
2) 没有使用接口隔离原则代码

public class Segregation1 {
     public static void main(String[] args) {
         A  a = new A();
         a.depend1(new B())
     }
 }
 //接口
 interface Interface1 {
     void operation1();
     void operation2();
     void operation3();
     void operation4();
     void operation5();
 }
 class B implements Interface1 {
     public void operation1() {
         System.out.println("B 实现了 operation1");
     }
     public void operation2() {
         System.out.println("B 实现了 operation2");
     }
     public void operation3() {
         System.out.println("B 实现了 operation3");
     }
     public void operation4() {
         System.out.println("B 实现了 operation4");
     }
     public void operation5() {
         System.out.println("B 实现了 operation5");
     }
 } class D implements Interface1 {
     public void operation1() {
         System.out.println("D 实现了 operation1");
     }
     public void operation2() {
         System.out.println("D 实现了 operation2");
     }
     public void operation3() {
         System.out.println("D 实现了 operation3");
     }
     public void operation4() {
         System.out.println("D 实现了 operation4");
     }
     public void operation5() {
         System.out.println("D 实现了 operation5");
     }
 } class A { //A 类通过接口 Interface1 依赖(使用) B 类,但是只会用到 1,2,3 方法
     public void depend1(Interface1 i) {
         i.operation1();
     }
     public void depend2(Interface1 i) {
         i.operation2();
     }
     public void depend3(Interface1 i) {
         i.operation3();
     }
 }
 class C { //C 类通过接口 Interface1 依赖(使用) D 类,但是只会用到 1,4,5 方法
     public void depend1(Interface1 i) {
         i.operation1();
     }
     public void depend4(Interface1 i) {
         i.operation4();
     }
     public void depend5(Interface1 i) {
         i.operation5();
     }
 }

3、应传统方法的问题和使用接口隔离原则改进

1) 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B,类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D,如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C来说不是最小接口,那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法
2) 将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口,类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则
3) 接口 Interface1 中出现的方法,根据实际情况拆分为三个接口

java classpatch隔离技术方案 java类隔离机制_设计模式_02

 

public class Segregation1 {
     public static void main(String[] args) {
         // 使用一把
         A a = new A();
         a.depend1(new B()); // A 类通过接口去依赖 B 类
         a.depend2(new B());
         a.depend3(new B());
         C c = new C();
         c.depend1(new D()); // C 类通过接口去依赖(使用)D 类
         c.depend4(new D());
         c.depend5(new D());
     }
 }
 // 接口 1
 interface Interface1 {
     void operation1();
 }
 // 接口 2
 interface Interface2 {
     void operation2();
     void operation3();
 }
 // 接口 3
 interface Interface3 {
     void operation4();
     void operation5();
 }
 class B implements Interface1, Interface2 {
     public void operation1() {
         System.out.println("B 实现了 operation1");
     }
     public void operation2() {
         System.out.println("B 实现了 operation2");
     }
     public void operation3() {
         System.out.println("B 实现了 operation3");
     }
 }
 class D implements Interface1, Interface3 {
     public void operation1() {
         System.out.println("D 实现了 operation1");
     }
     public void operation4() {
         System.out.println("D 实现了 operation4");
     }
     public void operation5() {
         System.out.println("D 实现了 operation5");
     }
 }
 class A { // A 类通过接口 Interface1,Interface2 依赖(使用) B 类,但是只会用到 1,2,3 方法
     public void depend1(Interface1 i) {
         i.operation1();
     }
     public void depend2(Interface2 i) {
         i.operation2();
     }
     public void depend3(Interface2 i) {
         i.operation3();
     }
 }
 class C { // C 类通过接口 Interface1,Interface3 依赖(使用) D 类,但是只会用到 1,4,5 方法
     public void depend1(Interface1 i) {
         i.operation1();
     }
     public void depend4(Interface3 i) {
         i.operation4();
     }
     public void depend5(Interface3 i) {
         i.operation5();
     }
 }

接口隔离原则是对接口进行规范约束,其包含以下4层含义:

1、接口要尽量小
这是接口隔离原则的核心定义,不出现臃肿的接口(Fat Interface),但是“小”是有限度的,首先就是不能违反单一职责原则,什么意思呢?我们在单一职责原则中提到一个IPhone的例子,在这里,我们使用单一职责原则把两个职责分解到两个接口中,类图如图4-3所示。
2、接口要高内聚、什么是高内聚?
高内聚就是提高接口、类、模块的处理能力,减少对外的交互。比如你告诉下属“到奥巴马的办公室偷一个XXX文件”,然后听到下属用坚定的口吻回答你:“是,保证完成任务!”一个月后,你的下属还真的把XXX文件放到你的办公桌上了,这种不讲任何条件、立刻完成任务的行为就是高内聚的表现。具体到接口隔离原则就是,要求在接口中尽量少公布public方法,接口是对外的承诺,承诺越少对系统的开发越有利,变更的风险也就越少,同时也有利于降低成本。
3、定制服务
一个系统或系统内的模块之间必然会有耦合,有耦合就要有相互访问的接口(并不一定就是Java中定义的Interface,也可能是一个类或单纯的数据交换),我们设计时就需要为各个访问者(即客户端)定制服务,什么是定制服务?定制服务就是单独为一个个体提供优良的服务。我们在做系统设计时也需要考虑对系统之间或模块之间的接口采用定制服务。采用定制服务就必然有一个要求:只提供访问者需要的方法,这是什么意思?我们举个例子来说明,比如我们开发了一个图书管理系统,其中有一个查询接口,方便管理员查询图书,其类图如图4-4所示。

4、接口设计是有限度的
接口的设计粒度越小,系统越灵活,这是不争的事实。但是,灵活的同时也带来了结构的复杂化,开发难度增加,可维护性降低,这不是一个项目或产品所期望看到的,所以接口设计一定要注意适度,这个“度”如何来判断呢?根据经验和常识判断,没有一个固化或可测量的标准。

最佳实践

接口隔离原则是对接口的定义,同时也是对类的定义,接口和类尽量使用原子接口或原子类来组装。但是,
这个原子该怎么划分是设计模式中的一大难题,在实践中可以根据以下几个规则来衡量:
1、一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑;
2、通过业务逻辑压缩接口中的public方法,接口时常去回顾,尽量让接口达到“满身筋骨肉”,而不是“肥嘟嘟”的一大堆方法;
3、已经被污染了的接口,尽量去修改,若变更的风险较大,则采用适配器模式进行转化处理;
4、了解环境,拒绝盲从。每个项目或产品都有特定的环境因素,别看到大师是这样做的你就照抄。千万别,环境不同,接口拆分的标准就不同。深入了解业务逻辑,最好的接口设计就出自你的手中!
接口隔离原则和其他设计原则一样,都需要花费较多的时间和精力来进行设计和筹划,但是它带来了设计的灵活性,让你可以在业务人员提出“无理”要求时轻松应付。贯彻使用接口隔离原则最好的方法就是一个接口一个方法,保证绝对符合接口隔离原则(有可能不符合单一职责原则),但你会采用吗?不会,除非你是疯子!那怎么才能正确地使用接口隔离原则呢?答案是根据经验和常识决定接口的粒度大小,接口粒度太小,导致接口数据剧增,开发人员呛死在接口的海洋里;接口粒度太大,灵活性降低,无法提供定制服务,给整体项目带来无法预料的风险。
怎么准确地实践接口隔离原则?实践、经验和领悟!