「设计模式」六大原则之一：单一职责小结

「设计模式」六大原则系列链接:
「设计模式」六大原则之一：单一职责小结
「设计模式」六大原则之二：开闭职责小结
「设计模式」六大原则之三：里氏替换原则小结
「设计模式」六大原则之四：接口隔离原则小结
「设计模式」六大原则之五：依赖倒置原则小结
「设计模式」六大原则之六：最小知识原则小结

六大原则体现很多编程的底层逻辑：高内聚、低耦合、面向接口编程、面向抽象编程，最终实现可读、可复用、可维护性。

设计模式的六大原则有：

• Single Responsibility Principle：单一职责原则
• Open Closed Principle：开闭原则
• Liskov Substitution Principle：里氏替换原则
• Law of Demeter：迪米特法则（最少知道原则）
• Interface Segregation Principle：接口隔离原则
• Dependence Inversion Principle：依赖倒置原则
  把这六个原则的首字母联合起来（ L 算做一个）就是 SOLID （solid，稳定的），其代表的含义就是这六个原则结合使用的好处：建立稳定、灵活、健壮的设计。

本文介绍 SOLID 中的第一个原则：单一职责原则。

1.单一职责原则定义

单一职责原则 [Single Responsibility Principle 简称 SRP],又叫单一功能原则。

A class or module should have a single responsibility。

我们把它翻译成中文，那就是：一个类或者模块只负责完成一个职责（或者功能）。

就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

所谓职责就是指类变化的原因，也就是业务需求。如果有一个类有多于一个的原因被改变，那么这个类就有超过两个及以上的职责。而单一职责原则约定一个应该有且只有一个改变业类的原因。

单一职责原则的核心就是解耦和增强内聚性。

一句话总结：一个类只干一件事。

应用实践：不要设计大而全的类，要设计粒度小、功能单一的类。换个角度来讲就是，一个类包含了两个或者两个以上业务不相干的功能，那我们就说它职责不够单一，应该将它拆分成多个功能更加单一、粒度更细的类。

2.如何理解单一职责原则（SRP）？

一个类只负责完成一个职责或者功能。不要设计大而全的类，要设计粒度小、功能单一的类。单一职责原则是为了实现代码高内聚、低耦合，提高代码的复用性、可读性、可维护性。

3. 如何判断类的职责是否足够单一？

不同的应用场景、不同阶段的需求背景、不同的业务层面，对同一个类的职责是否单一，可能会有不同的判定结果。实际上，一些侧面的判断指标更具有指导意义和可执行性，比如，出现下面这些情况就有可能说明这类的设计不满足单一职责原则：

• 类中的代码行数、函数或者属性过多；

  会影响代码的可读性和可维护性，我们就需要考虑对类进行拆分（也就是重构）。

  如果你是没有太多项目经验的编程初学者，实际上，我也可以给你一个凑活能用、比较宽泛的、可量化的标准，那就是一个类的代码行数最好不能超过 200 行，函数个数及属性个数都最好不要超过 10 个。

• 类依赖的其他类过多，或者依赖类的其他类过多；

  不符合高内聚、低耦合的设计思想，我们就需要考虑对类进行拆分。

• 私有方法过多；

  我们就要考虑能否将私有方法独立到新的类中，设置为 public 方法，供更多的类使用，从而提高代码的复用性。

• 比较难给类起一个合适的名字；

  很难用一个业务名词概括，或者只能用一些笼统的 Manager、Context 之类的词语来命名，这就说明类的职责定义得可能不够清晰；

• 类中大量的方法都是集中操作类中的某几个属性。

4. 类的职责是否设计得越单一越好？

单一职责原则通过避免设计大而全的类，避免将不相关的功能耦合在一起，来提高类的内聚性。同时，类职责单一，类依赖的和被依赖的其他类也会变少，减少了代码的耦合性，以此来实现代码的高内聚、低耦合。但是，如果拆分得过细，实际上会适得其反，反倒会降低内聚性，也会影响代码的可维护性。

5. 应用体现

• Android 中的架构演变思想运用体现：Android 里面 Activity 过于臃肿会让感觉很头大，MVP, MVVM等框架都是为了让 Activity 变得职责单一。
• 架构分层，每一层要有明确的职责
• 微服务
• 库
• 模块
• 通信协议
• 接口等的设计
• ……

6. 应用示例1

比如, 我们在网站首页可以登录、注册和退出登录等操作为例：

public interface UserOperate {

    void login(UserInfo userInfo);

    void register(UserInfo userInfo);

    void logout(UserInfo userInfo);
}


public class UserOperateImpl implements UserOperate{
    @Override
    public void login(UserInfo userInfo) {
        // 用户登录
    }

    @Override
    public void register(UserInfo userInfo) {
        // 用户注册
    }

    @Override
    public void logout(UserInfo userInfo) {
        // 用户退出
    }
}

那如果按照单一职责原则拆分, 拆分为如下形式：

public interface Register {
    void register();
}
public interface Login {
    void login();
}

public interface Logout {
    void logout();
}

public class RegisterImpl implements Register{

    @Override
    public void register() {
    }
}

public class LoginImpl implements Login{
    @Override
    public void login() {
    }
}

public class LogoutImpl implements Logout{

    @Override
    public void logout() {

    }
}

具体实践中，上面可以做为参考，是否拆分这种粒度，得结合具体业务来。也可以在项目初期写一个粗略的类，后面根据业务发展再拆分重构，平衡得自己根据业务来把控。

8 应用示例2（结合组合模式）

相同的职责放到一起，不同的职责分解到不同的接口和实现中去，这个是最容易也是最难运用的原则，关键还是要从业务出发，从需求出发，识别出同一种类型的职责。

人类的行为分成了两个接口：生活行为接口、工作行为接口，以及两个实现类。

如果都用一个实现类来承担这两个接口的职责，就会导致代码臃肿，不易维护，如果以后再加上其他行为，例如学习行为接口，将会产生变更风险（这里用到了组合模式）。

• 定义一个行为接口

  /**
   * 行为包括两种: 生活、工作
   */
  public interface IBehavior {
      
  }
  

这里面定义了一个空的接口, 行为接口. 具体这个行为接口下面有哪些接口呢? 有生活和工作两方面的行为。

• 定义生活和工作接口, 并且他们都是行为接口的子类

  生活行为接口:

  public interface LivingBehavior extends IBehavior{
      /** 吃饭 */
      void eat();
  
      /** 跑步 */
      void running();
  
      /** 睡觉 */
      void sleeping();
  }
  

  工作行为接口:

  public interface WorkingBehavior extends IBehavior{
      /** 上班 */
      void goToWork();
  
      /** 下班 */
      void goOffWork();
  
      /** 开会 */
      void meeting();
  }
  

• 上述两个接口的实现类

  public class LivingBehaviorImpl implements LivingBehavior{
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("吃饭");
      }
  
      @Override
      public void running() {
          System.out.println("跑步");
      }
  
      @Override
      public void sleeping() {
          System.out.println("睡觉");
      }
  }
  public class WorkingBehaviorImpl implements WorkingBehavior{
  
      @Override
      public void goToWork() {
          System.out.println("上班");
      }
  
      @Override
      public void goOffWork() {
          System.out.println("下班");
      }
  
      @Override
      public void meeting() {
          System.out.println("开会");
      }
  }
  

• 行为组合的调用

  接下来会定义一个行为集合. 不同的用户拥有的行为是不一样 , 有的用户只用生活行为, 有的用户既有生活行为又有工作行为。

  我们并不知道具体用户到底会有哪些行为, 所以,通常使用一个集合来接收用户的行为. 用户有哪些行为, 就往里面添加哪些行为。

  • 行为组合接口

    public interface BehaviorComposer {
        void add(IBehavior behavior);
    }
    

  • 实现组合接口

    public class IBehaviorComposerImpl implements BehaviorComposer {
    
        private List<IBehavior> behaviors = new ArrayList<>();
        @Override
        public void add(IBehavior behavior) {
            System.out.println("添加行为");
            behaviors.add(behavior);
        }
    
        public void doSomeThing() {
            behaviors.forEach(b->{
                if(b instanceof LivingBehavior) {
                    LivingBehavior li = (LivingBehavior)b;
                    // 处理生活行为
                } else if(b instanceof WorkingBehavior) {
                    WorkingBehavior wb = (WorkingBehavior) b;
                    // 处理工作行为
                }
            });
        }
    }
    

• 客户端调用

  public static void main(String[] args) {
          //  张三--全职妈妈 (只有生活行为)
          LivingBehavior zslivingBehavior = new LivingBehaviorImpl();
          BehaviorComposer zsBehaviorComposer = new IBehaviorComposerImpl();
          zsBehaviorComposer.add(zslivingBehavior);
  
          // 李四--职场妈妈 （生活、工作行为都有）
          LivingBehavior lsLivingBehavior = new LivingBehaviorImpl();
          WorkingBehavior lsWorkingBehavior = new WorkingBehaviorImpl();
  
          BehaviorComposer lsBehaviorComposer = new IBehaviorComposerImpl();
          lsBehaviorComposer.add(lsLivingBehavior);
          lsBehaviorComposer.add(lsWorkingBehavior);
      }
  

  示例中体现了单一职责的拆分与组合使用，仅参考。

9. 小结

不管是应用设计原则还是设计模式，最终的目的还是提高代码的可读性、可扩展性、复用性、可维护性等。我们在考虑应用某一个设计原则是否合理的时候，也可以以此作为最终的考量标准。

参考：

设计模式之基-六大设计原则

单一职责原则

《设计模式之美》

《重学 Java 设计模式》