架构设计 - 学习总结笔记

编程语言的实质

编程的目的是：用计算机来解决现实世界的问题

编程的过程即：在计算机所能理解的”模型“ （解空间）和现实世界（问题空间）之间，建立一种联系

编程语言是一种”抽象”的机制，问题是对“谁”来抽象

问题领域 ——分析、抽象———> 模型 ——> 设计、抽象 ——> 软件系统

                                              模型 <—— 开发、实现 <—— 软件系统

如何理解、学习技术：

1. 这项技术是如果走到现在这个样子的

2. 这项技术是想解决什么问题

3. 为什么过往的技术没有解决的更好的

4. 是否把这项技术要解决的问题或要达成的目的真的实现了呢

问题领域：包含与系统所要解决的问题相关的实物和概念的空间

抽象种类：

机器代码和汇编语言：对基础机器进行抽象

非结构化的高级语言：对计算处理逻辑抽象

面向对象的程序设计：直接表达问题空间内的元素

什么是面向对象编程？

• 万物皆为对象

• 程序是对象的集合，它们通过发送消息来告知彼此所要做的

• 每个对象都有自己的有其他对象所构成的存储

• 每个对象都拥有其类型

• 某一特定类型的所有对象都可以接收同样的消息

面向对象三要素：封装性，继承性，多态性。

面向对象设计的目的：

强内聚，低耦合，从而使系统

• 易扩展 - 易于增加新的功能

• 更强壮 - 不容易被粗心的程序员破坏

• 可移植性 - 能够在多样的环境下运行

• 更简单 - 容易理解，容易维护

面向对象设计原则

• 为了达到上述设计目标，有人总结出来多种指导原则

• "原则" 是独立编程语言的，甚至也可以用于非面向对象的编程语言中

框架是用来实现某一类应用的结构性的程序，是对某一类架构方案可复用的设计与实现

软件设计原则：

开闭原则

Ocp - open/close principle

• 对于扩展是开发的

• 对于更改是封闭的

• 简言之：不需要修改软件实体（类，模块，函数等），就应该能实现功能的扩展

关键是：抽象

适配器模式：

通过适配器完成相关功能的调用

观察者模式 

通过 add 方法注册给被观察对象，被观察者循环遍历，通知所有观察者

依赖倒置原则 DIP ：

• 高层模块不能依赖低层模块，而是大家都依赖于抽象

• 抽象不能依赖实现，而是实现依赖抽象

倒置了什么？

    模块和包的依赖关系

    开发顺序和职责

软件的层次化：

    高层决定低层

    高层被重用

里氏替换原则 LSP（解决继承问题）

若对每个类型 T1 的对象 o1,都存在一个类型 T2d 的对象 o2,使得在所有针对 T2 编写的程序 P 中，用 o1 替换 o2 后，程序 P 的行为功能不变，则 T1 是 T2 的子类型。

• 不符合 IS-A 关系的继承，一定不符合 LSP

• 子类型必须能够替换掉它们的基础类型。凡是使用基类的地方，一定也适用于子类。

违法 LSP 的征兆：

• 派生类中的退还函数

• 派生类中抛出基类不会产生的异常

当不满足 LSP 继承时,可以使用组合，将父类变成子类的成员变量。

继承优缺点:

优点：

• 比较容易

缺点：

• 继承破坏了封装

• 基类发生改变时，会层层影响其下的子类

• 继承是静态的，无法在运行时改变组合

• 类数量的爆炸

应该优先使用组合

单一职责接口隔离原则（SRP）：

内聚性原则：一个模块的组成元素之间的功能相关性。

将它与引起一个模块改变的作用力相连，就形成如下描述：一个类，只能有一个引起它的变化原因。

什么是职责：

一个职责是一个变化的原因。

违反 SRP 原则的后果

• 脆弱性 -  把绘图和计算功能耦合在一起，当修改其中一个时，另一个功能可能会意外受损

• 不可移植性 - 计算几何应用只需要使用”计算面积“的功能，却不得不包含 GUI 的依赖

尽量使类变得更短小，职责更单一，代码量更小，更容易维护（一个类文件不应该超过 IDEA 的一屏）

接口分离原则 ISP

不应该强迫客户程序依赖它们不需要的方法

ISP 和 SRP 的关系

• ISP 和 SRP 是相关的，都和“内聚性”有关

• SRP 指出应该如果设计一个类 —— 只是有一种原因才能促使类发生改变

• ISP 指出应该如果设计一个接口 —— 从客户的需要出发，强调不要让客户看到他们不需要的方法

Flower 反应式编程框架设计 学习笔记：

一个服务器的创建的线程数是有限，线程因为 IO 操作阻塞，当使用线程数多于限制时，就会出现请求超时的问题。用户角度看服务器不可用。

在开发层面上的解决办法就是 异步操作。

Flower 就是使用了异步消息调用的机制，有限的线程可以复用更多的用户请求，显著的提升了系统性能。

传统 web 框架执行流程

Flower 执行流程

Flower 实现异步的基础是 Akka 的 actor

使用步骤：

Flower 核心模块设计：

异步分布式微服务框架

课后作业

1. 请描述什么是依赖倒置原则，为什么有时候依赖倒置原则又被称为好莱坞原则？

高层模块不要依赖低层模块，高层模块和低层模块应该通过抽象来互相依赖。除此之外，抽象不要依赖具体实现细节。开发瞬间可能变成先开发这个抽象，在基于抽象高层模块去调用接口，底层模块去实现这个接口。这个抽象接口要属于高层模块。

高层可以根据自己的使用场景进行模块接口设计或抽象设计，而低层模块按照高层的抽象和设计进行实现，而不是自己实现接口。

框架的核心被称为好莱坞原则: Don’t call me, I will call you. 倒转了层次依赖关系。

对于一个框架来说，我们应用程序是不应该去调用框架的，等待框架调用我们程序。

框架要定义一组接口，框架基于这组接口进行开发和调用我们的应用程序。

2. 请用接口隔离原则优化 Cache 类的设计，画出优化后的类图。