在軟件工程中,組件,服務(wù)和系統(tǒng)之間的依賴,是不可避免的一個(gè)問(wèn)題。如何解決依賴的問(wèn)題,是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和架構(gòu)中的必須要考慮的關(guān)鍵要素之一。
接下來(lái),我們將深入探討軟件工程中的依賴穩(wěn)定原則(Stable Dependencies)。
Part1什么是依賴穩(wěn)定原則
依賴穩(wěn)定原則(Stable Dependencies)是軟件工程中的一個(gè)原則,旨在指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和架構(gòu)。
該原則主張將穩(wěn)定性高的模塊或組件作為依賴的目標(biāo),而將不穩(wěn)定的模塊或組件作為依賴的源頭。
依賴穩(wěn)定原則的核心思想是:穩(wěn)定的模塊應(yīng)該盡可能地被其他模塊所依賴,而不穩(wěn)定的模塊應(yīng)該盡可能地依賴于其他模塊。
穩(wěn)定性可以通過(guò)對(duì)模塊的變更頻率進(jìn)行評(píng)估,變更頻率較低的模塊通常被認(rèn)為是相對(duì)穩(wěn)定的,而變更頻率較高的模塊通常被認(rèn)為是相對(duì)不穩(wěn)定的。
Part2依賴穩(wěn)定原則優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)遵循依賴穩(wěn)定原則,可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn):
- 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性:將依賴關(guān)系指向穩(wěn)定的模塊可以減少不穩(wěn)定模塊的變更頻率,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
- 支持模塊的獨(dú)立演化:穩(wěn)定的模塊可以自由地進(jìn)行演化和修改,而不需要受到不穩(wěn)定模塊的限制。
- 降低模塊之間的耦合度:將依賴關(guān)系指向穩(wěn)定的模塊可以減少模塊之間的耦合度,從而提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。
在實(shí)際應(yīng)用中,可以通過(guò)遵循軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)原則(如單一職責(zé)原則、開(kāi)閉原則等)和模塊化設(shè)計(jì)方法(如模塊化分解、接口定義等)來(lái)實(shí)現(xiàn)依賴穩(wěn)定原則。
這有助于構(gòu)建高內(nèi)聚、低耦合的軟件系統(tǒng),提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。
Part3一個(gè)經(jīng)典的案例
一個(gè)經(jīng)典的案例來(lái)說(shuō)明依賴穩(wěn)定原則是軟件系統(tǒng)中的插件架構(gòu)。
插件架構(gòu)是一種允許系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載和擴(kuò)展功能的設(shè)計(jì)模式。
在插件架構(gòu)中,系統(tǒng)的核心部分被定義為穩(wěn)定的模塊,它提供了核心功能和基本的框架。而各種插件則是不穩(wěn)定的模塊,它們通過(guò)依賴核心模塊來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。
依賴穩(wěn)定原則在插件架構(gòu)中的應(yīng)用可以通過(guò)以下方式進(jìn)行體現(xiàn):
插件依賴核心模塊:插件模塊被設(shè)計(jì)為依賴核心模塊,因?yàn)楹诵哪K是系統(tǒng)的穩(wěn)定部分。這種依賴關(guān)系確保了插件的穩(wěn)定性,因?yàn)椴寮恍枰l繁地修改核心模塊。相反,插件可以通過(guò)核心模塊提供的接口來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。
核心模塊不依賴插件:為了保持核心模塊的穩(wěn)定性,核心模塊應(yīng)該盡量避免依賴插件。插件的變動(dòng)可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而核心模塊應(yīng)該是系統(tǒng)的基石,不受插件變動(dòng)的影響。這樣做可以確保核心模塊的可靠性和可維護(hù)性。
通過(guò)遵循依賴穩(wěn)定原則,插件架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)靈活的系統(tǒng)擴(kuò)展和功能定制。系統(tǒng)可以在運(yùn)行時(shí)加載和卸載插件,而不需要對(duì)核心模塊進(jìn)行修改。這樣的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)更易于維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí),同時(shí)也減少了模塊之間的耦合度,提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。
Part4依賴穩(wěn)定原則的意義
依賴穩(wěn)定原則在軟件工程中具有重要的意義,它可以帶來(lái)以下幾個(gè)方面的好處:
**系統(tǒng)的穩(wěn)定性 **:依賴穩(wěn)定原則可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的模塊往往經(jīng)過(guò)充分測(cè)試和驗(yàn)證,變更頻率較低,更加可靠。將依賴關(guān)系指向穩(wěn)定模塊可以降低不穩(wěn)定模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響,減少不穩(wěn)定性的傳播,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
**模塊的獨(dú)立演化 **:依賴穩(wěn)定原則支持模塊的獨(dú)立演化。穩(wěn)定的模塊可以自由地進(jìn)行修改、擴(kuò)展和優(yōu)化,而不會(huì)受到不穩(wěn)定模塊的限制。這樣可以提高開(kāi)發(fā)效率,同時(shí)減少引入新功能或修復(fù)缺陷時(shí)對(duì)其他模塊的影響。
**降低耦合度 **:依賴穩(wěn)定原則可以降低模塊之間的耦合度。將依賴關(guān)系指向穩(wěn)定模塊可以減少模塊之間的直接依賴,從而減少代碼間的相互依賴性。這有助于提高代碼的可維護(hù)性、可測(cè)試性和可重用性,同時(shí)降低修改一個(gè)模塊時(shí)對(duì)其他模塊的影響范圍。
**架構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性 **:依賴穩(wěn)定原則有助于構(gòu)建靈活和可擴(kuò)展的軟件架構(gòu)。穩(wěn)定的模塊提供了一個(gè)可靠的基礎(chǔ),其他模塊可以依賴于這個(gè)基礎(chǔ)進(jìn)行功能的擴(kuò)展和定制。這樣的架構(gòu)能夠更好地適應(yīng)變化和需求的增長(zhǎng),具備更好的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。
Part54種經(jīng)典模式
依賴穩(wěn)定原則的經(jīng)典實(shí)現(xiàn)模式主要包括以下4種類型:
插件架構(gòu):插件架構(gòu)是一種允許系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載和擴(kuò)展功能的設(shè)計(jì)模式。核心模塊作為穩(wěn)定的部分,提供了基本的框架和核心功能,而插件作為不穩(wěn)定的部分,通過(guò)依賴核心模塊來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。
依賴注入(Dependency Injection):依賴注入是一種通過(guò)外部將依賴關(guān)系注入到對(duì)象中的設(shè)計(jì)模式。它通過(guò)將依賴對(duì)象的創(chuàng)建和管理責(zé)任交給外部容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。穩(wěn)定的模塊通過(guò)接口或抽象類定義依賴關(guān)系,而不穩(wěn)定的模塊通過(guò)依賴注入來(lái)獲取穩(wěn)定模塊的實(shí)例。
逆向依賴(Inversion of Control):逆向依賴是一種將控制權(quán)反轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)模式。穩(wěn)定的模塊定義抽象接口或基類,不穩(wěn)定的模塊實(shí)現(xiàn)這些接口或繼承這些基類。穩(wěn)定模塊不直接依賴于不穩(wěn)定模塊,而是通過(guò)反轉(zhuǎn)的方式,由不穩(wěn)定模塊調(diào)用穩(wěn)定模塊提供的接口。
事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)(Event-Driven Architecture):事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)是一種基于事件的軟件架構(gòu)模式。穩(wěn)定的模塊定義事件和事件處理邏輯,而不穩(wěn)定的模塊通過(guò)訂閱和觸發(fā)事件來(lái)與穩(wěn)定模塊進(jìn)行交互。這種架構(gòu)模式減少了不穩(wěn)定模塊對(duì)穩(wěn)定模塊的直接依賴,提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。
這些實(shí)現(xiàn)模式都有助于將依賴關(guān)系指向穩(wěn)定模塊,實(shí)現(xiàn)依賴穩(wěn)定原則。它們?cè)谲浖_(kāi)發(fā)中被廣泛應(yīng)用,提供了靈活、可擴(kuò)展和可維護(hù)的軟件設(shè)計(jì)和架構(gòu)方案。
Part65種常見(jiàn)反例
依賴穩(wěn)定原則的常見(jiàn)反例,包括以下5種情況:
循環(huán)依賴:循環(huán)依賴是指兩個(gè)或多個(gè)模塊之間形成了循環(huán)的依賴關(guān)系。例如,模塊A依賴于模塊B,同時(shí)模塊B也依賴于模塊A。這種情況下,當(dāng)其中一個(gè)模塊發(fā)生變化時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)模塊的不穩(wěn)定性。循環(huán)依賴違反了依賴穩(wěn)定原則,應(yīng)該避免出現(xiàn)。
過(guò)度依賴:過(guò)度依賴是指一個(gè)模塊過(guò)于依賴其他模塊,導(dǎo)致依賴關(guān)系復(fù)雜且不穩(wěn)定。這種情況下,當(dāng)依賴的模塊發(fā)生變化時(shí),可能會(huì)對(duì)過(guò)度依賴的模塊產(chǎn)生連鎖效應(yīng),導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。過(guò)度依賴也違反了依賴穩(wěn)定原則,應(yīng)該進(jìn)行合理的模塊解耦和依賴管理。
跨層依賴:跨層依賴是指一個(gè)模塊直接依賴于不應(yīng)該依賴的模塊層次。例如,一個(gè)高層模塊直接依賴于低層模塊,打破了層次結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和分離。這樣的依賴關(guān)系會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性下降,并且不符合依賴穩(wěn)定原則。
功能不相關(guān)的依賴:某些模塊之間可能存在功能不相關(guān)的依賴關(guān)系,即一個(gè)模塊依賴于另一個(gè)模塊的功能,但這種依賴關(guān)系并不合理或不必要。這種情況下,當(dāng)被依賴模塊發(fā)生變化時(shí),可能會(huì)對(duì)依賴模塊造成不必要的影響。這種依賴關(guān)系不符合依賴穩(wěn)定原則,應(yīng)該進(jìn)行合理的解耦。
不穩(wěn)定模塊作為依賴源:依賴穩(wěn)定原則要求穩(wěn)定模塊作為依賴的源頭,而不穩(wěn)定模塊作為依賴的目標(biāo)。如果不穩(wěn)定模塊成為其他模塊的依賴源,可能會(huì)導(dǎo)致依賴關(guān)系的脆弱性和不穩(wěn)定性,隨著不穩(wěn)定模塊的變化傳播到其他模塊,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
這些是依賴穩(wěn)定原則的常見(jiàn)反例,它們違反了依賴穩(wěn)定原則所倡導(dǎo)的穩(wěn)定模塊作為依賴的源頭、減少依賴關(guān)系的復(fù)雜度和傳播范圍的原則。
Part7最后
依賴穩(wěn)定原則,是軟件工程實(shí)踐中的一個(gè)關(guān)鍵的基本原則。
復(fù)雜系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)計(jì)中,有效地解決各個(gè)組件、模塊和服務(wù)之間的依賴關(guān)系,是可以大幅度降低系統(tǒng)的復(fù)雜度,提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性的。
以依賴穩(wěn)定為原則,來(lái)指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和架構(gòu),是降低復(fù)雜度,提升效能的關(guān)鍵舉措之一。
該文章在 2023/7/12 8:59:16 編輯過(guò)