軟件體系架構(gòu)基于一組適用于各種軟件系統(tǒng)的基本原則,有經(jīng)驗的架構(gòu)師知道這些原則,并且能夠在軟件產(chǎn)品的正確位置實現(xiàn)特定的原則。下面我們快速瀏覽一下架構(gòu)師日常遵循的基本原則。
1. 依賴倒置(Dependency Inversion)
這一原則表明依賴的方向應該是抽象的,而不是具體實現(xiàn)。如果編譯時依賴在運行時執(zhí)行的方向上流動,就形成了直接依賴。通過依賴倒置,可以反轉(zhuǎn)依賴控制的方向。下面的文章更深入的討論了這一原則:
https://medium.com/p/de6abf20e423
2. 關(guān)注點分離(Separation of Concerns)
這一原則指出,軟件系統(tǒng)應該按照所做的工作類型來劃分。比方說可以按照業(yè)務邏輯、基礎(chǔ)設(shè)施或用戶界面劃分為不同的部分。通過將系統(tǒng)劃分為基于不同活動區(qū)域的不同部分,使得開發(fā)/測試/部署更加容易。SoC是軟件架構(gòu)模式(如領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計、六邊形架構(gòu)、整潔架構(gòu))背后的驅(qū)動力。
3. 控制反轉(zhuǎn)(Inversion of Control)
該原則類似于依賴倒置原則,但適用于更廣泛的背景。IoC反轉(zhuǎn)了由不同的第三方框架(如Spring Framework)管理的控制流。與傳統(tǒng)Java EE程序(由開發(fā)工程師按程序初始化Beans)不同,Spring控制Bean的配置,這意味著控制倒置。
4. 依賴注入(Dependency Injection)
該原則意味著依賴應該在運行時通過構(gòu)造函數(shù)注入。在下面的例子中,Action Interface通過HumanAction Implementation注入到Human類中,從而決定在運行時實現(xiàn)哪個特定的動作。這種技術(shù)提供了控制依賴的靈活性:
packageaz.alizeynalli.di;
publicinterfaceAction{
voiddo();
}
publicclassHumanActionimplementsAction{
@Override
publicvoiddo(){
System.out.print("run");
}
}
publicclassHuman{
Actionaction;
publicHuman(Actionaction){
this.action=action;
}
@Override
publicvoiddo(){
actoin.do();
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Humanhuman=newHuman(newHumanAction);
human.do();
}
5. 單一職責(Single Responsibility)
該原則的主要思想是限定軟件系統(tǒng)的每個構(gòu)建塊只承擔唯一的責任。無論構(gòu)建塊的作用域是什么,是插件、包、類、函數(shù),甚至是變量,應該只有一個職責。這篇文章更深入的討論了這一原則:
https://medium.com/p/6b886f6d943e
6. DRY(Don’t Repeat Yourself)
該原則旨在通過避免重復代碼來消除冗余。如果存在針對某些行為的現(xiàn)有功能,則應該重復使用,而不是在多個實例中拷貝相同的代碼片段。
每個知識片段在系統(tǒng)中都必須有單一、明確、權(quán)威的表示。
7. 開閉原則(Open-Closed)
軟件構(gòu)件應該對擴展開放,對修改關(guān)閉。
這一原理的簡單描述首先是由Bertrand Meyer提出的。每次都需要修改的軟件系統(tǒng)只會變得一團糟,并且這種混亂的程序很容易在每次修改時出現(xiàn)錯誤。每個新功能都應該最大限度的增加新代碼,最小限度減少舊代碼的更改,理想情況下對舊代碼的更改為零。
8. 持久化透明(Persistence Ignorance)
持久化透明的理念是,代碼應該不受任何數(shù)據(jù)庫或持久性技術(shù)的影響。業(yè)務邏輯應該與任何技術(shù)無關(guān)。如果明天,有更好、更有效、更便宜的持久化技術(shù),應該能夠以不影響上層抽象的方式改變系統(tǒng)的這一部分。
9. YAGNI
You ain’t gonna need it. 這一原則試圖避免軟件系統(tǒng)的過早優(yōu)化。開發(fā)人員通常會在系統(tǒng)中過度設(shè)計一些東西,以期在將來的某個時候會有幫助,但這一時刻往往不會到來。
10. 童子軍規(guī)則(Boy Scout Rule)
在離開的時候要讓露營地比來的時候更干凈。
這里的主要思想是,當開發(fā)時遇到反模式,要堅持重構(gòu)代碼。隨著時間的推移,這會提高代碼質(zhì)量。
11. 里氏替換原則(Liskov-Subsititution)
如果對于每個類型為S的對象o1,都有一個類型為T的對象o2,這樣對于用T定義的所有程序P,當o1取代o2時,P的行為不變,那么S就是T的子類型。
Barbara Liskov的這個定義可能聽起來很混亂,但本質(zhì)上這個原則簡單易懂。如果重述上面的定義,該原則的意思是: 在使用繼承時,繼承的層次結(jié)構(gòu)應該在功能和業(yè)務邏輯方面保持一致。子類應該是可以相互替換的,并且不能改變父類的行為。作為一個簡單的例子,可以用“臭名昭著的正方形/矩形”問題。其中正方形不應該是矩形的子類型,因為這兩個幾何形狀的高度和長度的定義是不同的(正方形的高度和長度是相等的,而矩形的高度和長度是不同的)。
12. 封裝(Encapsulation)
軟件系統(tǒng)的不同構(gòu)建塊應該通過封裝來限制外界對其組件的訪問,可以通過在類范圍內(nèi)設(shè)置組件為私有或在插件范圍內(nèi)設(shè)置訪問限制來實現(xiàn)(就Java而言),從而隱藏信息。
13. 松耦合(Loose Coupling)
軟件架構(gòu)中最重要的原則之一是松耦合,這一原則表明軟件系統(tǒng)的依賴關(guān)系應該松散,系統(tǒng)的一部分發(fā)生變化,對其他部分的影響應該最小。松耦合可以通過依賴倒置、異步消息中間件、事件源等實現(xiàn)。下面的文章深入探討了軟件工程中不同形式的耦合:
https://medium.com/p/4d5cf2b3e99e
14. 內(nèi)聚(Cohesion)
內(nèi)聚是指模塊內(nèi)的元素依賴的程度。某種意義上說,是對類的方法和數(shù)據(jù)以及該類所服務的某種統(tǒng)一目的或概念之間關(guān)系強度的度量。
構(gòu)建高內(nèi)聚的類是一種最佳實踐,有利于實現(xiàn)單一責任原則、松耦合等。
15. 接口隔離(Interface Segregation)
接口隔離原則指出,不應強迫客戶端依賴不使用的方法。
應該明確的是,這個原則主要適用于靜態(tài)類型的編程語言,如Java、C等。在像Python或Ruby這樣的動態(tài)類型語言中,這個原則沒有太大意義。
可以想象這樣一種情況,我們的Income和Expense用例都依賴于支持這兩種用例的業(yè)務邏輯功能。因此Income用例的很多依賴都和Expense用例相關(guān),而Expense用例的依賴情況也有相同的問題?;谝陨嫌懻?,ISP違規(guī)情況如下:
packageaz.alizeynalli.cashflow.core.service;
publicinterfaceConverterService{
IncomeconvertIncome(Incomeincome);
ExpenseconvertExpense(Expenseexpense);
}
@Component
publicclassExpenseConverterServiceImplimplementsConverterService{
@Override
publicIncomeconvertIncome(Incomeincome){
thrownewUnsupportedOperationException();
}
@Override
publicExpenseconvertExpense(Expenseexpense){
//convertexpensehere
returnexpense;
}
}
@Component
publicclassIncomeConverterServiceImplimplementsConverterService{
@Override
publicIncomeconvertIncome(Incomeincome){
//convertincomehere
returnincome;
}
@Override
publicExpenseconvertExpense(Expenseexpense){
thrownewUnsupportedOperationException();
}
}
16. 限界上下文(Bounded Context)
限界上下文是領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計的中心模式。通過將大型應用程序或組織分解為單獨的概念模塊,提供了一種處理復雜性的方法。每個概念模塊代表一個上下文,該上下文與其他上下文分離(因此是有邊界的),并且可以獨立發(fā)展。理想情況下,每個限界上下文應該可以自由的為其中的概念選擇自己的名稱,并且應該獨占的訪問自己的持久化存儲。
17. 依賴穩(wěn)定原則(Stable Dependencies)
這一原則指出,軟件系統(tǒng)的不同構(gòu)建塊應該只依賴于可靠、穩(wěn)定的工件。這個原則在Docker鏡像術(shù)語中更有意義,當我們從docker hub導入不同的依賴時,甚至不知道它們是否可靠/穩(wěn)定。
18. 多態(tài)(Polymorphism)
這實際上屬于面向?qū)ο缶幊痰?大支柱,鼓勵使用可以以多種形式提供的接口,多態(tài)性意味著具有多種形式的實體。
19. 模塊化(Modularization)
模塊化是將軟件系統(tǒng)劃分為多個獨立模塊的過程,每個模塊獨立工作。這一原則是應用于軟件系統(tǒng)靜態(tài)架構(gòu)的單一職責分離原則的另一種形式。
20. 抽象(Abstraction)
這也屬于面向?qū)ο缶幊痰乃拇笾е?
在研究物體或系統(tǒng)時去除物理的、空間的或時間的細節(jié)或?qū)傩砸约凶⒁饬τ诟匾牟糠?,本質(zhì)上與泛化過程相似。
21. KISS(Keep It Simple, Stupid)
按照字面意思理解,這一原則激勵工程師保持代碼簡單和愚蠢(容易理解),避免他人誤解。
22. 增量/迭代方法(Incremental/Iterative Approach)
這一原則是敏捷軟件開發(fā)宣言的基礎(chǔ),基于軟件系統(tǒng)應該以增量和迭代的方式開發(fā)的思想,每一次迭代都會增加系統(tǒng)功能并保證其運行。
23. 最少知識原則(Least Knowledge)
或者叫信息嫉妒(information envying),是封裝或信息隱藏原則的另一個術(shù)語,規(guī)定軟件系統(tǒng)的不同部分應該只擁有需要的知識。
審核編輯 :李倩
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原文標題:軟件架構(gòu)的23個基本原則
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基于SCA的軟件無線電系統(tǒng)的概念與架構(gòu)

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