十年阿里java架構師的六大設計原則和專案經驗

java高階分享發表於2018-01-09

六大設計原則

先看一幅圖吧：

這幅圖清晰地表達了六大設計原則，但僅限於它們叫什麼名字而已，它們具體是什麼意思呢？下面我將從原文、譯文、理解、應用，這四個方面分別進行闡述。

1.單一職責原則（Single Responsibility Principle - SRP）

原文：There should never be more than one reason for a class to change.
譯文：永遠不應該有多於一個原因來改變某個類。
理解：對於一個類而言，應該僅有一個引起它變化的原因。說白了就是，不同的類具備不同的職責，各施其責。這就好比一個團隊，大家分工協作，互不影響，各做各的事情。
應用：當我們做系統設計時，如果發現有一個類擁有了兩種的職責，那就問自己一個問題：可以將這個類分成兩個類嗎？如果真的有必要，那就分吧。千萬不要讓一個類乾的事情太多！
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2.開放封閉原則（Open Closed Principle - OCP）

原文：Software entities like classes, modules and functions should be open for extension but closed for modifications.
譯文：軟體實體，如：類、模組與函式，對於擴充套件應該是開放的，但對於修改應該是封閉的。
理解：簡言之，對擴充套件開放，對修改封閉。換句話說，可以去擴充套件類，但不要去修改類。
應用：當需求有改動，要修改程式碼了，此時您要做的是，儘量用繼承或組合的方式來擴充套件類的功能，而不是直接修改類的程式碼。當然，如果能夠確保對整體架構不會產生任何影響，那麼也沒必要搞得那麼複雜了，直接改這個類吧。
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3.里氏替換原則（Liskov Substitution Principle - LSP）

原文：Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.
譯文：使用基類的指標或引用的函式，必須是在不知情的情況下，能夠使用派生類的物件。
理解：父類能夠替換子類，但子類不一定能替換父類。也就是說，在程式碼中可以將父類全部替換為子類，程式不會報錯，也不會在執行時出現任何異常，但反過來卻不一定成立。
應用：在繼承類時，務必重寫（Override）父類中所有的方法，尤其需要注意父類的 protected 方法（它們往往是讓您重寫的），子類儘量不要暴露自己的 public 方法供外界呼叫。
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該原則由麻省理工學院的 Barbara Liskov女士提出，她是美國第一位獲取計算機博士學位的女性，曾經也獲得過計算機圖靈獎。

4.最少知識原則（Least Knowledge Principle - LKP）

原文：Only talk to you immediate friends.
譯文：只與你最直接的朋友交流。
理解：儘量減少物件之間的互動，從而減小類之間的耦合。簡言之，一定要做到：低耦合，高內聚。
應用：在做系統設計時，不要讓一個類依賴於太多的其他類，需儘量減小依賴關係，否則，您死都不知道自己怎麼死的。
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該原則也稱為“迪米特法則（Law of Demeter）”，由 Ian Holland 提出。這個人不太願意和陌生人說話，只和他走得最近的朋友們交流。

5.介面隔離原則（Interface Segregation Principle - ISP）

原文：The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface.
譯文：一個類與另一個類之間的依賴性，應該依賴於儘可能小的介面。
理解：不要對外暴露沒有實際意義的介面。也就是說，介面是給別人呼叫的，那就不要去為難別人了，儘可能保證介面的實用性吧。她好，我也好。
應用：當需要對外暴露介面時，需要再三斟酌，如果真的沒有必要對外提供的，就刪了吧。一旦您提供了，就意味著，您將來要多做一件事情，何苦要給自己找事做呢。
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6.依賴倒置原則（Dependence Inversion Principle - DIP）

原文：High level modules should not depends upon low level modules. Both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions.
譯文：高層模組不應該依賴於低層模組，它們應該依賴於抽象。抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象。
理解：應該面向介面程式設計，不應該面向實現類程式設計。面向實現類程式設計，相當於就是論事，那是正向依賴（正常人思維）；面向介面程式設計，相當於通過事物表象來看本質，那是反向依賴，即依賴倒置（程式設計師思維）。
應用：並不是說，所有的類都要有一個對應的介面，而是說，如果有介面，那就儘量使用介面來程式設計吧。
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將以上六大原則的英文首字母拼在一起就是 SOLID（穩定的），所以也稱之為 SOLID 原則。

只有滿足了這六大原則，才能設計出穩定的軟體架構！但它們畢竟只是原則，只是四人幫給我們的建議，有些時候我們還是要學會靈活應變，千萬不要生搬硬套，否則只會把簡單問題複雜化，切記！

針對上面的技術我特意整理了一下，有很多技術不是靠幾句話能講清楚，所以乾脆找朋友錄製了一些視訊，很多問題其實答案很簡單，但是背後的思考和邏輯不簡單，要做到知其然還要知其所以然。如果想學習Java工程化、高效能及分散式、深入淺出。微服務、Spring，MyBatis，Netty原始碼分析的朋友可以加我的Java進階群：680130298，群裡有阿里大牛直播講解技術，以及Java大型網際網路技術的視訊免費分享給大家。

精彩繼續

敏捷開發模式的修煉之道

曾經我們開發專案都是採用傳統的“瀑布式”流程進行開發，即需求、設計、開發、測試、上線等階段，其中每個階段都有明確的交付時間點，且每個階段都依賴於它的上個階段，一旦需求有變化，就會影響後續的每個階段，專案管理存在一定的風險。為了避免這個風險，做到更好地擁抱變化，我們嘗試使用了敏捷開發方法，最為典型的是 Scrum。我們參考Scrum 的流程結合自身的特點，總結了一套更容易落地的Scrum，後面我會跟大家講到一些相關細節。

我理解的敏捷開發實際上是一個輕量級的專案管理規範，因為我們可以將整個大的需求範圍拆分成若干迭代週期，我們為這些迭代週期設定明確的里程碑，且評估完成這些功能需要花費的成本，更重要的是，每次迭代完成以後，我們會對本次迭代進行一個回顧，取其精華，去其糟粕，不斷完善，持續改進。

敏捷開發現在已經成為了主流，傳統開發模式已經出現了明顯的缺陷，隨著網際網路的發展，軟體開發的節奏會越來越快，變化也會越來越頻繁，需要我們能夠快速地發現變化，並進行及時地調整。

敏捷開發的未來會變得更好，不僅僅在軟體開發行業，而且可能會在其它行業裡也會得到應用，因為從客戶的角度來看，他們想要的是能通過最短的時間看到自己想要的東西，很多時候不做出一點東西出來，客戶是沒有任何想法的，所以需要將事情分解成多階段，迭代完成每個階段的里程碑，讓客戶滿意，才是企業最大的收穫。

敏捷這個話題大家一直都在談論，也有很多關於敏捷的工具或方法，我個人比較傾向於 Scrum。我理解的敏捷其實是一種思想，Scrum 是對讓這個思想落地的一個參考。也就是說，我們大可不必完全拘泥於 Scrum 定義的規範，只需要參考它並結合自身的條件做適當調整即可。比如說，每日站會這個環節就非常重要，不管是放在每天上午，還是放在每天下午，總之最好要有固定的週期。此外，每次 Sprint（迭代）結束後除了有評審會以外，Scrum Master 不要忘記對本次 Sprint 做一個回顧與總結，哪些是本次迭代中做的好的地方，哪些是做的不好的，再對比上次迭代的的結論，哪些是有改進的，哪些是新的問題。

Scrum 提供了三類角色，分別是：Product Owner（一般由產品經理擔任）、Scrum Master（一般由開發經理擔任）、Scrum Team（包括開發與測試人員），其中，Scrum Master 的角色至關重要，對專案的成敗起決定性作用。

阿里巴巴也在廣泛使用 Scrum 敏捷開發模式，而且整個專案幾十人都可以用 Scrum，只是首先需要將整個團隊拆分成若干小團隊，保證每個小團隊按照 Scrum 進行操作，此外，再將每個小團隊的 Scrum Master 召集在一起，再做一輪 Scrum，這就是所謂的 Scrum of Scrum。過程稍微複雜一點，但可以將敏捷用於更大的團隊規模，並能保證敏捷的效果。

敏捷開發工具“看板”,該詞彙來自於島國，當我看到看板的英文時，我真的驚呆了，看板竟然就是 Kanban？！

我們可以結合 Scrum 與 Kanban，讓專案管理更加有效，讓資源分配更加合理，讓績效考核更加公平！

對於專案經理而言，最擔心的就是專案進度不可控，不知道每位開發人員具體的工作進度，有了 Kanban 一切都是那麼地清晰。對於開發經理而言，最擔心的就是資源分配不合理，忙的人忙死，閒的人閒死，有了 Kanban 一切都是那麼地自然。對於開發人員而言，最擔心的就是績效考核不公平，“憑什麼我做的比他多，拿的工資卻比他少？不公平啊！”有了 Kanban 一切都是那麼地公平。可見，專案經理、開發經理、開發人員擁有了 Kanban，也就擁有了和諧與快樂！

那麼 Kanban 到底是什麼呢？我們先來看看這張表格吧：

下面我們來理解一下這個表格吧！

這個表格有 5 列：Backlog（原始需求）、Selected（被選中的需求）、Develop（開發階段）、Deploy（部署階段）、Live（上線階段）其中 Develop 階段包括 2 個子階段：Ongoing（進行中）、Done（已完成）包括 3 中角色：產品經理（紅色小人）、開發人員（藍色小人）、部署人員（綠色小人），其實還有專案經理，只是他/她貫穿於始終，所有就沒有畫出來了。在 Backlog 中放置了許多小卡片，它們在 Kanban 中被稱為 WIP（Work In Process，在製品）。對於產品經理而言，WIP 是需求，而對於開發人員與部署人員而言，WIP 卻是任務。

實際這些 WIP 卡片上都帶有一些文字描述，包括：標題、描述、優先順序等資訊。

需要注意的是，Selected、Develop、Deploy 下方有一個數字，該數字表示此階段中最多可以放置的 WIP 數量。例如，在 Selected 中最多隻能放 2 個 WIP；在 Develop 中（包括它的子階段）最多隻能放置 2 個 WIP。這裡的數字只是一個示例，具體多少可根據團隊實際情況而定。有一個經驗公式可以參考“WIP 上限 = 團隊規模 * 2 - 1”，減 1 表示大家需要協作，例如：4 人的團隊，WIP 上限是 7。

也許有人會提出，為什麼沒有 Test 階段？—— 這個可以有，這裡只是一個示例而已，你不妨自行加上去。

對於多個專案而言，可以在這張表格中新增更多的泳道（行），每一行相當於一個專案，所有的專案進度清晰明瞭。

好！繼續我們的 Kanban，有意思的事情即將發生！

產品經理挑選了 2 個 WIP 到 Selected 中，此時，由開發經理決定該任務的技術難度，並由專案經理將任務分配到指定的開發人員，也可將同一個任務分配給兩個人，讓他們去結對程式設計。

開發人員（架構師與程式設計師）可對 Selected 中的需求進行工作量評估，可採用投票的方式進行，最終給出一個合理的評估值，整個估算過程，專案經理無需參與，主要是開發人員共同完成。

開發經理可以對任務設定一個“分值”，這個分值可直接影響到後續的績效考核，所以對大家來說，這個分值是公開可見的，誰做的多，誰做得少，一目了然。當然，開發人員也可以主動承擔具有更具挑戰的任務（為了鍛鍊自己，也為了多拿點錢），但任務分配的決定權始終在專案經理手中。

現在假設 A、B 兩個任務已經分別被不同的開發人員處理了，那麼這些任務就應該移動到 Ongoing 中，同時，產品經理可以從 Backlog 中挑選出 2 個優先順序較高的需求到 Selected 中。這樣就保證 Selected 與 Develop 都達到了 WIP 的上限。

有人已經把 A 做完了，那麼 A 就可以移動到 Done 中了。隨後，部署人員就可以開始幹活了。

部署人員就可以將 A 從 Done 中移動到 Deploy 中，表示部署人員正在做這件事情。同時，做完了 A 任務的開發人員可以再做其它新任務，只需從 Selected 中移動到 Ongoing 中，移動這件事情不是開發人員隨意操作的，而是有專案經理負責的。產品經理髮現 Selected 中只有一個 D，就可以考慮放入一些新的需求了。