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第四回：依賴的哲學(xué)（上）
本文將介紹以下內(nèi)容:
1 引言
這幾個(gè)關(guān)鍵的問題，所以我決定不單純的通過DIP而DIP，而是從依賴這個(gè)最原始的概念講起，來了解在面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)體系中，關(guān)于“關(guān)系的處 理”，也就是“依賴的哲學(xué)”。對，依賴就是關(guān)系，處理依賴也就意味著處理關(guān)系。因?yàn)?，我們?nèi)祟愂亲钌朴诟汴P(guān)系的動(dòng)物，所以原本可以簡單的理論，在人類的意 識(shí)哲學(xué)中變得復(fù)雜而多變，以至于我們本應(yīng)簡單的道理變得如此復(fù)雜，這就是依賴。那么，從依賴講起來了解依賴倒置原則，我覺得首先應(yīng)該回到以下的問題：
帶著對這些問題的思考和思索，Anytao帶領(lǐng)大家就依賴這個(gè)話題開始一次循序漸進(jìn)的面向?qū)ο笾?，以解答這些從一開始就有足夠吸引力的問題，從原理到實(shí)例，從關(guān)系到異同，我期待這篇文章能帶來一些認(rèn)知的變革。 2 什么是依賴，什么是抽象 2.1 關(guān)于依賴和耦合：由小國寡民到和諧社會(huì) 在老子的“小國寡民”論中，提出了一種理想的社會(huì)狀態(tài)：民至老死，不相往來。這是他老人家的一種社會(huì)理想，老死不相往來的人群呈現(xiàn)了一片和諧景象。
因?yàn)椴话l(fā)生瓜葛，也就無所謂關(guān)聯(lián)，進(jìn)而無法倒置沖突。這是先祖哲學(xué)中的至純哲理，但理想的大同總是和現(xiàn)實(shí)的生態(tài)有著或多或少的差距，人類社會(huì)無法避免聯(lián)系
的發(fā)生，所以小國寡民的理想成為一種美麗的夢想，不可實(shí)現(xiàn)。同樣的道理，映射到軟件“社會(huì)”中，也就是軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，也預(yù)示著不同的層次、模塊、類型之
間也必然存在著或多或少的聯(lián)系，這種聯(lián)系不可避免但可管理。正如人類社會(huì)雖然無法實(shí)現(xiàn)小國寡民，但是理想的狀態(tài)下我們推崇和諧社會(huì)，把人群的聯(lián)系由復(fù)雜變
為簡單，由曲折變?yōu)榻y(tǒng)一，同樣可以使得這種關(guān)聯(lián)很和諧。所以，軟件系統(tǒng)的使命也應(yīng)該朝著和諧社會(huì)的目標(biāo)前進(jìn)，對于不同的關(guān)系處理，使用一套行之有效的哲
學(xué)，把復(fù)雜問題簡單化，把僵化問題柔性化，這種哲學(xué)或者說方法，在我看來就是：依賴的哲學(xué)，也就是本文所要闡釋的中心思想。
依賴，就是關(guān)系，代表了軟件實(shí)體之間的聯(lián)系。軟件的實(shí)體可能是模塊，可能是層次，也可能是具體的類型，不同的實(shí)體直接發(fā)生依賴，也就意味著發(fā)生了耦 合。所以，依賴和耦合在我看來是對一個(gè)問題的兩種表達(dá)，依賴闡釋了耦合本質(zhì)，而耦合量化了依賴程度。因此，我們對于關(guān)系的描述方式，就可以從兩個(gè)方面的觀 點(diǎn)來分析：
隨著軟件世界的革命，業(yè)務(wù)邏輯的復(fù)雜，以上的簡單化處理已經(jīng)不足以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的軟件產(chǎn)品，在系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜度成為一個(gè)超越人腦可識(shí)別的程度時(shí)，例如：
因此，人類開始發(fā)揮重組和簡單化處理的優(yōu)勢，我們不得不在軟件設(shè)計(jì)上做出平衡。平衡的結(jié)果就是通過對復(fù)雜的系統(tǒng)模塊化，把復(fù)雜問題簡單處理，從而達(dá) 到能夠被人腦識(shí)別的目的?；谶@種指導(dǎo)原則，隨著復(fù)雜度的增加模塊的劃分更加朝著精細(xì)化發(fā)展，尤其是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)理論的出現(xiàn)，使得對復(fù)雜的處理實(shí)現(xiàn)了 更科學(xué)的理論基礎(chǔ)。然而，復(fù)雜的問題可以通過劃分實(shí)現(xiàn)簡單的功能模塊或者技術(shù)單元，但由此應(yīng)運(yùn)而生的子單元會(huì)越來越多，而且越來越多的子單元必須發(fā)生數(shù)據(jù) 的通信才能完成統(tǒng)一的業(yè)務(wù)處理，所以產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信管理也越來越多。對于子單元的管理，也就是我們本文關(guān)注的核心概念-依賴，成為新的軟件設(shè)計(jì)問題，那么 總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)，提煉今人的智慧，我們對耦合的產(chǎn)生做以如下歸納：
了解了耦合發(fā)生的一般方式，我們就可以進(jìn)入了核心思想的討論，那就是在認(rèn)識(shí)依賴和了解依賴的基礎(chǔ)上，我們最終追求的目標(biāo)。
討論了半天，終于是時(shí)候?qū)σ蕾嚭婉詈线M(jìn)行一點(diǎn)兒總結(jié)了，也是該進(jìn)行一點(diǎn)目標(biāo)訴求了。在軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有那么幾個(gè)至高原則值得我們深刻心中，它們是：
對了，就是這些平凡的字眼，匯集了面向?qū)ο笏枷氲暮诵膬?nèi)容，也是本文力求闡釋的禪意心經(jīng)。關(guān)于面向抽象編程和封裝變化，我們會(huì)在后面詳細(xì)闡釋，在此我們需要將注意力關(guān)注于“低耦合，高內(nèi)聚”這一目標(biāo)。
2.2 關(guān)于抽象和具體 什么是抽象呢？我們首先不必澄清什么是抽象，而從什么算抽象說起，穩(wěn)定的、高層的則代表了抽象。就像一個(gè)公司，最好保證了高層的穩(wěn)定，才能保證全局
的發(fā)展。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，穩(wěn)定的抽象接口和高層邏輯，也代表了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定與柔性。兵熊熊一窩，將良良一窩，系統(tǒng)的邏輯也正如著代表打仗，良好的設(shè)計(jì)
都是自上而下的。而對具體的編程實(shí)踐而言，接口和抽象類則代表了語言層次的抽象。
因此，為了分離這種緊耦合，最好的辦法就是隔離，引入中間層來分離變化，同時(shí)確保中間層本身的穩(wěn)定性，因此抽象的中間層是最佳的選擇。
例如： public interface IUserService {
} public class UserService : IUserService {
} 下面依賴于具體： public class UserManager {
private UserService service = null; } 下面依賴于抽象： public class UserManager {
private IUserService service = null; } 二者的區(qū)別僅在于引入了接口IUserService，從而使得UserManager對于UserService的依賴由強(qiáng)減弱。這種方式也在我們的Ezsocio項(xiàng)目中進(jìn)行service層的設(shè)計(jì)方式。然而對于依賴的方式并非僅此一種，設(shè)計(jì)模式中的智慧正是通過各章編程技巧進(jìn)行依賴關(guān)系的設(shè)計(jì)，值得我們關(guān)注和學(xué)習(xí)，本文也在下文進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)模式的討論。
由需求而設(shè)計(jì)的過程，就是一個(gè)分散集中化的過程，把需求相關(guān)的業(yè)務(wù)通過開發(fā)流程的需求分析過程進(jìn)行整理，逐步形成需求規(guī)格說明、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì) 等基本流程。分散集中化，是一個(gè)梳理需求到形成設(shè)計(jì)的過程，因此對于把握系統(tǒng)中的抽象和具體而言，是一個(gè)重要的分析過程和手段。現(xiàn)代軟件工程已經(jīng)對此形成 了科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化流程處理邏輯，例如可以借助UML更加清晰的設(shè)計(jì)流程、分析設(shè)計(jì)要素，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化溝通和交流。
將具體問題抽象化，是本節(jié)關(guān)注的要點(diǎn)，而處理的方法是什么呢？答案就在設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)模式是前輩智慧的總結(jié)和實(shí)踐，所以熟悉和學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式，是學(xué)習(xí) 和實(shí)踐設(shè)計(jì)問題的必經(jīng)之路。然而，沒有哪個(gè)問題是由設(shè)計(jì)模式全權(quán)解決，也沒有那個(gè)模式能夠適應(yīng)所有的問題，因此我們要努力的是盡量積累更多的模式來應(yīng)對多 變的需求。作為軟件設(shè)計(jì)話題中最重量級(jí)的話題，我也會(huì)在以后的歲月中對設(shè)計(jì)模式問題進(jìn)行一些探討。
總的來說，抽象和變化就像一對孿生兄弟，將具體的變化點(diǎn)隔離出來以抽象的方式進(jìn)行封裝，在變化的地方尋找抽象是面對抽象最理想的方式。所以，如何去
尋找變化是設(shè)計(jì)要解決的首頁問題，例如工廠模式的目標(biāo)是封裝對象創(chuàng)建的變化，橋接模式封裝的是對象間的依賴關(guān)系變化等等。23個(gè)經(jīng)典的設(shè)計(jì)模式，從某種角
度來看，正是對不同變化點(diǎn)的封裝角度提出的不同解決方案。 2.3 設(shè)計(jì)的哲學(xué) 之所以花如此篇幅來講述一個(gè)看似簡單的問題，其實(shí)最終理想是回歸到軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)這個(gè)命題上。如果悉心鉆研就可發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的最后就是對關(guān)系的處理，正
如同生活的意義在于對社會(huì)的適應(yīng)一樣。因此，回歸到設(shè)計(jì)的目標(biāo)上我們就可知，完美的設(shè)計(jì)過程就是對關(guān)系的處理過程，也就是對依賴的梳理過程，并最終形成一
種合理的耦合結(jié)果。
在此，IDataProvider作為隔離業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層的抽象，IService作為隔離業(yè)務(wù)層和表現(xiàn)層的抽象，保證了各個(gè)層次的相對穩(wěn)定和封
裝。而體現(xiàn)在此的設(shè)計(jì)邏輯，就正是我們對于抽象和耦合基本目標(biāo)概念的體現(xiàn)，例如作為重用的單元，抽象隔離保證了對外發(fā)布接口的單一和穩(wěn)定，所以達(dá)到了最高
限度的重用；通過引入中間的穩(wěn)定的接口，達(dá)到了不同層次的有效隔離，層與層之間體現(xiàn)為輕度耦合，業(yè)務(wù)層只持有IDataProvider就可以獲取數(shù)據(jù)層
的所有服務(wù)，而表現(xiàn)層也同樣如此；最后，這種方式顯然也直接實(shí)踐了面向接口編程，面向抽象編程的經(jīng)典理念。 3 認(rèn)識(shí)依賴倒置原則（DIP） 3.1 什么是依賴倒置？ Bob大叔在《Agile Principles, Patterns, and Practices》一書中對依賴倒置原則進(jìn)行了精辟的總結(jié)為：
我規(guī)規(guī)矩矩一字不差的把上述真言放在心里，卻發(fā)現(xiàn)大師的牛論實(shí)在有點(diǎn)故作玄虛，就像欣賞Bob在論述DIP時(shí)的插畫一樣費(fèi)解不討好：
其實(shí)著名的好萊塢原則更形象的闡述了這一思想：你不要調(diào)我，我來調(diào)你。不管是通俗的還是高尚的，卻都不約而同的揭示了依賴倒置原則的最核心思想就是： 依賴于抽象，對接口編程，對抽象編程！ 相較而言，從實(shí)際的生活中來看依賴倒置，就像下面這個(gè)示例揭示的一樣。 3.2 從實(shí)例開始 綜合對依賴倒置的認(rèn)識(shí)，結(jié)合到具體的程序?qū)崿F(xiàn)而言，依賴倒置預(yù)示著程序中的依賴關(guān)系不應(yīng)是具體的類型，而是歸咎于抽象類和接口。下面我們通過一個(gè)簡
單的實(shí)例來分析符合依賴倒置和違反依賴倒置，對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響和區(qū)別。我們的需求是為某個(gè)遙控器生產(chǎn)商，實(shí)現(xiàn)一個(gè)萬能遙控器，該遙控器可以對當(dāng)前市場上
的很多電子設(shè)備進(jìn)行“打開”和“關(guān)閉”的操作，例如你可以使用Anytao牌遙控器打開海爾電視、創(chuàng)維電視等等，當(dāng)然更理想的狀態(tài)是可以打開電冰箱、電燈
還有門窗等等，總之凡是可以互聯(lián)的設(shè)備都是未來萬能遙控器的新需求。
隨后，廠商多了一個(gè)重量級(jí)客戶長虹，所以小王不得不對初試設(shè)計(jì)進(jìn)行了改造，勉強(qiáng)適應(yīng)了新的需求，如下：
雖然小王應(yīng)付了這次需求變動(dòng)，但是原本的設(shè)計(jì)顯然已經(jīng)捉襟見肘。正當(dāng)小王絞盡腦汁進(jìn)行改造的同時(shí)，新的需求接踵而來：新飛冰箱、飛利浦照明、盼盼防盜門，一個(gè)接一個(gè)。小王的最終設(shè)計(jì)變成了這般摸樣：
哎，真是太累了。每一次的需求變更都伴隨著小王對遙控器Remote的再次摧殘，Remote內(nèi)部不斷增加新的引用和操作處理，顯然一個(gè)
if/else式的判斷布滿了整個(gè)Open和Close的操作中，這種設(shè)計(jì)顯然無法滿足OCP對擴(kuò)展開放、對修改封閉的要求。顯然，如果想讓賣出去的遙控
器也適應(yīng)新的需求，在小王當(dāng)前的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案中是根本無法實(shí)現(xiàn)的，遙控器廠商總不能召回已經(jīng)售出所有的遙控器，再拆開進(jìn)行重新改造吧。
在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中，老王的思路是讓遙控器廠切斷和各個(gè)廠家的直接聯(lián)系，而是尋找所有電視廠商的領(lǐng)導(dǎo)（例如，電視機(jī)協(xié)會(huì)），請電視機(jī)協(xié)會(huì)制定所有電視機(jī) 廠商必須遵守的打開和關(guān)閉等操作的契約，遙控器廠和電視機(jī)協(xié)會(huì)建立直接的聯(lián)系而不是各個(gè)具體的電視廠商，于是便有了上述設(shè)計(jì)思路。而新的需求來臨時(shí)，因?yàn)? 各個(gè)廠商必須遵守TurnOn和TurnOff的契約，所以輕松的萬能遙控器可以應(yīng)付所有的電視機(jī)品牌，實(shí)現(xiàn)的具體操作已經(jīng)由遙控器轉(zhuǎn)移到具體的廠商手上 （順便說說這也是所有權(quán)的倒置體現(xiàn)），輕松的小王終于大呼一口氣。并且再接再厲修改了更完善的版本：
現(xiàn)在，遙控器基本實(shí)現(xiàn)了萬能的要求，任何新的需求或者修改都可以輕松勝任。小王終于解決了原本設(shè)計(jì)的所有問題，帶著感激盛情邀請老王吃飯致謝。席間
就坐，小王請教老王二次設(shè)計(jì)的秘訣，老王神秘一笑沾酒在桌子上寫了幾個(gè)大字：依賴倒置。經(jīng)歷此次設(shè)計(jì)重構(gòu)洗禮的小王，也在實(shí)戰(zhàn)中體味了設(shè)計(jì)的精妙，看著依
賴倒置幾個(gè)字小王也會(huì)心的笑了。 3.3 為什么依賴倒置？ 依賴倒置原則揭示了面向?qū)ο笏枷胫幸粋€(gè)最基本而最核心的話題，那就是：面向抽象編程。任何對依賴倒置原則的違反都不同程度的偏離了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想的軌道，所以如果你想自己的程序是否足夠的OO，透徹的了解依賴倒置是必不可少的。
3.4 為什么是倒置？ 魯迅先生有云：其實(shí)地上本沒有路，走的人多了也便成了路。對依賴倒置原則中的“倒置”二字而言，其實(shí)也類似于一條被很多人走過的路，因?yàn)榱?xí)慣性的稱呼走過的為“路”，所以只好把違反習(xí)慣的東西稱為“倒置的路”。這倒置的含義，正基于此。
高層模塊通過自上而下的實(shí)現(xiàn)來完成系統(tǒng)功能的調(diào)用，將這種方式表達(dá)為代碼就是： // Release : code01, 2008/11/02
// Author : Anytao, http://www.
public static void Main() {
try
{
//Do something here.
} catch
{
Log(true, "XMLLog"); } } public static void Log(bool isRead, string logType) {
if (isRead)
ReadLog(logType); else
WriteLog(logType); } 然而，當(dāng)軟件設(shè)計(jì)的模式發(fā)展到面向?qū)ο箅A段時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)原來習(xí)慣的世界了已經(jīng)變了?；诟邔右蕾囉诘讓拥谋渍?，也越來越被可擴(kuò)展性的系統(tǒng)需求折磨的 面目全非，例如如果日志記錄的載體發(fā)生變化，當(dāng)前設(shè)計(jì)中需要同時(shí)自上而下的修改實(shí)現(xiàn)的邏輯，同時(shí)避免出現(xiàn)越來越多的if/else結(jié)構(gòu)。所以當(dāng)新的依賴關(guān) 系從傳統(tǒng)的方式被完全扭轉(zhuǎn)時(shí)，“倒置”二字就此誕生了。我們修改Log實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路，將可能變化的邏輯封裝為抽象接口，使得高層依賴發(fā)生轉(zhuǎn)換： 程序?qū)崿F(xiàn)的邏輯早已被面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想所取代，我們新的實(shí)現(xiàn)變成了： // Release : code02, 2008/11/02
// Author : Anytao, http://www.
public class Client {
public static void Main() {
ILog myLogger = new XMLLog();
try
{
} catch
{
myLogger.Write(); } } } public interface ILog {
void Read();
void Write();
} public class XMLLog : ILog {
public void Read() {
} public void Write() {
} } 所以，了解了歷史才能正視現(xiàn)實(shí)，對于軟件設(shè)計(jì)同樣如此，只有認(rèn)清楚依賴倒置產(chǎn)生的歷史背景，我們才能更加熟練的駕馭倒置含義本身帶來的誤解，而將中心思想牢牢的把握在依賴倒置最核心的設(shè)計(jì)思想上，那還是萬變不離其宗的：依賴于抽象，這簡單的5個(gè)字上。 3.5 如何依賴倒置？ 如何依賴倒置的關(guān)鍵，還是體現(xiàn)在如何對抽象和具體的封裝和分離，實(shí)踐的基本思路就是封裝變化。這正如我們在單一職責(zé)原則中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，對一個(gè)類只有一
個(gè)引起它變化的原因。我們實(shí)踐依賴倒置，仍然可以從關(guān)注變化開始，詳細(xì)的分析和預(yù)測系統(tǒng)中的變化點(diǎn)，然后針對每個(gè)可能的變化抽象出相對穩(wěn)定的約束，這是我
們實(shí)踐依賴倒置原則最基本的方法步驟。
實(shí)際上，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中要完全遵守這幾點(diǎn)要求是有難度的，所以如何既能很好的遵守設(shè)計(jì)原則，又能很好的適應(yīng)代碼情況，是值得權(quán)衡的問題，需要我們不斷的積累和實(shí)踐。另外，還有幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)只談：
3.6 也有弊端 然而，一味的遵守原則，就等于沒有原則。重要的是，我們需要把握其平衡，在進(jìn)行開發(fā)中適當(dāng)?shù)陌盐掌涑潭?。Bob在《敏捷》中也提到這個(gè)問題，他總結(jié)了依賴倒置的兩個(gè)弊端，同樣需要我們必要的關(guān)注：
所以，學(xué)習(xí)模式或者原則必須把握靈活處理，不能一味強(qiáng)行。
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