什么是程序的耦合
耦合性(Coupling),也叫耦合度,是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系,包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差(降低耦合性,可以提高其独立性)。耦合性存在于各个领域,而非软件设计中独有的,但是我们只讨论软件工程中的耦合。
总结:在软件工程中,耦合指的就是指对象之间的依赖关系。对象之间的依赖程度越高,耦合度就越高。对象之间的耦合越高,维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。
降低程序之间的依赖程度,即降低程序之间的耦合度的过程就叫做解耦。
案例举例:
早期的Jdbc操作中,在注册数据库驱动时,为什么采用的是Class.forName的方式,而不是采用DriverManager.registerDriver的方式?
public class TestJdbc {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.注册数据库驱动
// DriverManager.registerDriver( new Driver() );
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//2.获取数据库连接
//3.获取传输器
//4.发送sql到服务器执行并返回执行结果
//5.处理结果
//6.释放资源
}
}
除了DriverManager.registerDriver
会导致驱动注册两次外,更重要的是,如果使用这种方式,JDBC程序就会依赖于数据库的驱动类(MySQL的Driver类),如果后期程序因数据量和性能原因升级到Oracle数据库,就需要修改程序源代码——重新导入新的驱动类,这会增加很多不必要的麻烦!
而是用Class.forName
方式注册驱动,这样的好处是Jdbc程序不再依赖具体的驱动类,即使删除(或不导入)mysql驱动包,程序依然可以编译(当然不可能运行,因为运行时肯定需要依赖驱动)。
此时类中仅仅是将mysql驱动类的全限定类名写死在程序中(只是一个字符串),可以将这个字符串提取到配置文件中,后期可以通过修改配置文件(而不用修改程序代码)轻松的替换数据库产品。
工厂模式解耦介绍
在实际开发中可以将三层(表现层、业务层、持久层)的对象都使用配置文件配置起来,当启动服务器加载应用时,可以通过工厂读取配置文件,根据配置文件中的配置将这些对象创建出来,在接下来使用的时候,直接拿过来使用即可。
那么,这个负责读取配置文件,根据配置文件创建并返回这些对象的类就是工厂。
可以通过【工厂+接口+配置文件】的方式解除程序中的耦合。
问题引入
首先我们创建一个maven工程:
1、创建持久层接口和接口实现类
com.qiu.dao.WorkerDao (接口)
com.qiu.dao.WorkerDaoImpl (实现类)
2、创建业务层接口和接口实现类
com.qiu.service.WorkerService (接口)
com.qiu.service.WorkerServiceImpl (实现类)
3、创建表现层测试程序(com.qiu.controller.WorkerController)并运行测试程序:
详细代码如下:
1、创建持久层接口(com.qiu.dao.WokerDao)
package com.qiu.dao;
/**
* 员工模块的Dao(持久层)接口
*/
public interface WorkerDao {
/**添加员工信息*/
public void addWorker();
}
2.创建持久层接口实现类(com.qiu.dao.WorkerDaoImpl)
package com.qiu.dao;
public class WorkerDaoImpl implements WorkerDao{
@Override
public void addWorker() {
System.out.println("Dao层的Worker()方法执行了.."
+ "成功保存了一条员工信息..");
}
}
3、创建业务层接口(com.qiu.service.WorkerService)
package com.qiu.Service;
/**
* 员工模块的service(业务层)接口
*/
public interface WorkerService {
/** 添加员工信息 */
public void addWorker();
}
4、创建业务层接口实现类(com.qiu.service.WorkerServiceImpl)
package com.qiu.Service;
import com.qiu.dao.WorkerDao;
import com.qiu.dao.WorkerDaoImpl;
/**
* 员工模块的service(业务层)接口实现类
* service层 ---> dao层
*/
public class WorkerServiceImpl implements WorkerService{
private WorkerDao workerDao=new WorkerDaoImpl();
@Override
public void addWorker() {
System.out.println("调用dao层的方法添加员工信息...");
workerDao.addWorker();
}
}
5、创建表现层测试类(com.qiu.controller.WorkerController)
package com.qiu.controller;
import org.junit.Test;
import com.qiu.Service.WorkerService;
import com.qiu.Service.WorkerServiceImpl;
/**
* 模拟表现层
* controller --> service --> dao
*/
public class WorkerController {
/* 获取Service接口的子类实例
* ——这里使用new对象的方式造成了程序之间的耦合性提升 */
private WorkerService service = new WorkerServiceImpl();
@Test
public void testAddEmp() {
System.out.println("调用service层的方法添加员工信息...");
service.addWorker();
}
}
在上面的程序中,WorkerController中要调用Service层的方法,所以通过new对象的形式获取了WokerService接口子类的实例,代码如下:
private WorkerService service = new WorkerServiceImpl();
在WorkerService的实现类中要调用Dao层的方法,所以通过new对象的形式获取了WorkerDao接口子类的实例,代码如下:
private WorkerDao dao = new WorkerDaoImpl();
如果在上面的程序中将WorkerDaoImpl或者WorkerServiceImpl移除,会导致其他类中的代码编译错误。此时表现层和业务层,及业务层和持久层之间的依赖程度过高,如果将来替换某一层,很可能会造成其他层无法运行,只能通过修改程序代码保证程序运行,这样依赖就会提高维护成本以及造成不必要的麻烦。
而在程序中new对象的方式造成了这种程序之间的依赖程度提升,即提升了程序之间的耦合性。
解决办法:
我们可以通过工厂模式+配置文件+接口方式来解决这一问题:
1、通过工程+配置文件+接口(已有)方式解耦
(1)创建工厂类(com.qiu.factory.BeanFactory)并实现
(2)提供配置文件,将service接口和dao接口的实现类的全限定类名编写到配置文件中。
2、使用工厂获取service接口和dao接口的实例,替换使用new的方式获取接口的实例。
使用工厂+配置文件+接口解耦代码如下:
1、创建com.tedu.factory.BeanFactory类,用于创建各个层所需要的对象。
package com.qiu.factory;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class BeanFactory {
//声明一个Properties对象,在静态代码块中对其进行初始化
private static Properties prop;
static {
try {
//为prop进行实例化
prop = new Properties();
//获取配置文件的流对象
InputStream in = BeanFactory.class.getClassLoader()
.getResourceAsStream("config.properties");
//将配置文件中的内容读取到Properties对象中
prop.load( in );
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("初始化Properties对象失败!");
}
}
/**
* 根据config.xml文件中的key获取对应class类的实例
* @param key
* @return
*/
public static Object getBean(String key) {
Object bean = null;
try {
String className = prop.getProperty( key );
bean = Class.forName(className).newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return bean;
}
}
2、在源码目录下创建一个config.properties文件,文件内容配置如下:
EmpService=com.qiu.service.WorkerServiceImpl
EmpDao=com.qiu.dao.WorkerDaoImpl
3.将WorkerController类中通过 “new对象的形式获取了WokerService接口子类的实例” 以及在WorkerServiceImpl类中通过 “new对象的形式获取了WorkerDao接口子类的实例” 改为使用BeanFactory工厂获取Service和Dao层的实例。如下:
/* 获取Service接口的子类实例
* ——这里使用new对象的方式造成了程序之间的耦合性提升 */
//private WorkerService service = new WorkerServiceImpl();
private WorkerService service = (WorkerService)BeanFactory.getBean("WorkerService");
/* 获取Dao接口的子类实例 * ——这里使用new对象的方式造成了程序之间的耦合性提升 */
//private WorkerDao dao = new WorkerDaoImpl();
private WorkerDao dao = (WorkerDao)BeanFactory.getBean( "WorkerDao" );