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程序员问大师:我要成为一名软件架构师……

2016-12-13 08:00 薛命灯 译

年轻的工程师:阿宝

资深的架构师:大师

阿宝:我要成为一名软件架构师。

大师:对一个年轻的工程师来说,这是一个很好的目标。


阿宝:我要领导一个团队,还要做所有关于数据库、框架和Web服务器的重要决定。

大师:好吧,如果是这样,你就没必要成为一名软件架构师了。


阿宝:当然有必要了!我要成为一个能够做所有重要决定的人。

大师:这样很好,只是你没有列出哪些才是重要的决定。你刚才说的那些跟重要的决定没有什么关系。


阿宝:你说什么?难道数据库不重要?你知道我们在数据库上面花了多少钱吗?

大师:可能很多。不过数据库仍然不是最重要的。


阿宝:你怎么能这么说呢?数据库可是整个系统的心脏啊!所有的数据都保存在这里,它们在这里被排序,被索引,被访问。如果没有数据库,整个系统就无法运作!

大师:数据库只不过是一个IO设备,它提供了一些有用的工具对数据进行排序、查询,并生成报表,但这些工具都只是整个系统的附属品。


阿宝:附属品?真是不可思议。

大师:是的,附属品。你的系统业务逻辑或许会用到这些工具,但这些工具并非业务逻辑固有的组成部分。如果有必要,你可以随时替换掉这些工具,但业务逻辑还是那些业务逻辑。


阿宝:好吧,不过如果把这些工具替换掉,我们就要重新实现业务逻辑了。

大师:那是你的问题。


阿宝:为什么这么说?

大师:你认为业务逻辑依赖数据库,但实际上不是这样的。如果你的架构足够好,最起码业务逻辑不应该依赖数据库。


阿宝:这太疯狂了。我怎么可能创建出不使用这些工具的业务逻辑?

大师:我并没有说业务逻辑不要使用数据库工具,我的意思是它们不应该依赖这些工具。业务逻辑不应该知道使用的是哪一种数据库。


阿宝:如果业务逻辑对数据库一无所知,它怎么使用这些工具呢?

大师:依赖反转。你要让数据库依赖业务逻辑,而不是让业务逻辑依赖数据库。


阿宝:你的话让人费解。

大师:费解吗?我讲的可是软件架构。这个就是依赖反转原则,让下层策略来依赖上层策略。


阿宝:那就更加费解了!既然上层策略(假设你指的是业务逻辑)要调用下层策略(假设你指的是数据库),那么就应该是上层策略依赖下层策略,就像调用者依赖被调用者一样。这是众所周知的!

大师:在运行时确实是这样的,但在编译时我们要把依赖反转过来。上层策略的代码不要引用任何下层策略的代码。


阿宝:拜托!不引用代码就无法调用它们。

大师:当然可以调用了。面向对象就可以做到。


阿宝:面向对象对真实世界进行建模,把数据和函数组合到对象里,把代码组织成直观的结构。

大师:这是他们告诉你的吗?


阿宝:所有人都知道啊,这不是很明显的事情吗?

大师:确实如此。不过,面向对象是可以做到不引用也能调用的。


阿宝:好吧,那它是怎么做到的?

大师:你应该知道,在面向对象系统里,对象是会给其他对象发送消息的,对吧?


阿宝:是的,当然。

大师:那么你就该知道,消息发送者是不知道消息接收者是什么类型的。


阿宝:这要看使用的是哪一种语言了。在Java里,发送者最起码要知道接收者的基本类型。在Ruby里,发送者知道接收者一定会处理它所发送的消息。

大师:是的。不过,不管是哪一种情况,发送者都不知道接收者具体的类型。


阿宝:嗯,是的。

大师:所以,发送者可以给接收者传递一个函数,让接收者执行这个函数,这样发送者就不需要知道接收者是什么类型了。


阿宝:没错。我了解你的意思。不过发送者仍然依赖接收者。

大师:在运行时确实是的,但在编译时不是这样的。发送者的代码里并没有引用接收者的代码。实际上,是接收者的代码依赖了发送者的代码。


阿宝:啊!但发送者仍然会依赖接收者的类。

大师:看来需要用代码来说明了,我用Java来写些代码。首先是发送者代码:

package sender;

public class Sender {
  private Receiver receiver;

  public Sender(Receiver r) {
    receiver = r;
  }

  public void doSomething() {
    receiver.receiveThis();
  }

  public interface Receiver {
    void receiveThis();
  }
}

下面是接收者代码:

package receiver;

import sender.Sender;

public class SpecificReceiver implements Sender.Receiver {

  public void receiveThis() {

    //这里会做一些有趣的事情

  }

}

可以看到,接收者代码依赖了发送者代码,也就是说SpecificReceiver依赖了Sender。同时可以看到,发送者代码对接收者代码一无所知。


阿宝:哈,你作弊了。你把接收者的接口放到了发送者的类里了。

大师:你开始明白了。


阿宝:明白什么?

大师:当然是架构原则啊。发送者持有接收者必须实现的接口。


阿宝:如果这意味着我要使用内部类,那么……

大师:使用内部类只是方法之一,还有其他的方法。


阿宝:请等一下。最开始我们讨论的是数据库,那这些跟数据库又有什么关系呢?

大师:让我们来看一下其他代码吧。首先是一个简单的业务逻辑:

package businessRules;

import entities.Something;

public class BusinessRule {

  private BusinessRuleGateway gateway;

  public BusinessRule(BusinessRuleGateway gateway) {

    this.gateway = gateway;

  }

  public void execute(String id) {

    gateway.startTransaction();

    Something thing = gateway.getSomething(id);

    thing.makeChanges();

    gateway.saveSomething(thing);

    gateway.endTransaction();

  }

}

阿宝:这个业务逻辑没有做什么事情啊。

大师:这只是个例子。在实际实现业务逻辑的时候,不会有很多类似这样的类的。


阿宝:好吧。那么Gateway是用来做什么的呢?

大师:它为业务逻辑提供了所有访问数据的方法。下面是它的代码:

package businessRules;

import entities.Something;

public interface BusinessRuleGateway {

  Something getSomething(String id);

  void startTransaction();

  void saveSomething(Something thing);

  void endTransaction();

}

要注意,这个接口是在businessRules包里面的。


阿宝:好吧。那Something这个类又是用来做什么的呢?

大师:它代表一个简单的业务对象。我把它放在另一个叫entities的包里。

package entities;

public class Something {

  public void makeChanges() {

    //...

  }

}

最后需要实现BusinessRuleGateway接口,这个实现类会知道相关的数据库细节:

package database;

import businessRules.BusinessRuleGateway;
import entities.Something;

public class MySqlBusinessRuleGateway implements BusinessRuleGateway {
  public Something getSomething(String id) {
    // 从MySQL里读取一些数据
  }

  public void startTransaction() {
    // 开始一个事务
  }

  public void saveSomething(Something thing) {
    // 把数据保存到MySQL
  }

  public void endTransaction() {
    // 结束事务
  }
}

可以看到,业务逻辑是在运行时对数据库进行调用的。而在编译时,是database包引用了businessRules包。


阿宝:好吧,我想我明白了。你用多态性隐藏了数据库实现。不过在业务逻辑里,仍然引用了数据库的工具接口。

大师:不,不是这样的。我们并没有打算为业务逻辑提供所有的数据库工具接口,而是业务逻辑创建了它们所需要的接口。在实现这些接口的时候,可以调用相应的工具。


阿宝:嗯,这样的话,如果业务逻辑需要所有的工具,那么你必须把所有工具都放到Gateway接口里。

大师:哈,我觉得你还是没有明白。


阿宝:不明白什么?我觉得已经很清楚了。

大师:每个业务逻辑只定义它所需要的接口。


阿宝:等等,什么意思?

大师:这个叫作接口分离原则。每个业务逻辑只使用一部分数据库工具,所以每个业务逻辑只定义能够满足需要的接口。


阿宝:这样的话,你就会有很多接口,而且有很多实现类。

大师:哈,是的。你开始明白了。


阿宝:这样子很浪费时间!我为什么要这样做呢?

大师:这样做是为了让代码更干净,并且节省时间。


阿宝:算了吧,这样只会增加更多的代码。

大师:非也,这其实是很重要的架构决定,这跟你之前所说的那些所谓的重要决定是不一样的。


阿宝:什么意思?

大师:还记得你刚开始说你要成为一名软件架构师吗?你还想要做所有重要的决定?


阿宝:是啊,我是这么想过。

大师:你想做所有关于数据库、Web服务和框架的决定。


阿宝:是啊,而你却说它们都不重要,还说它们其实跟重要的决定不相干。

大师:没错,它们确实跟重要的决定不相干。一名软件架构师真正要做的重要决定都在数据库、Web服务器和框架之外。


阿宝:但首先要先决定使用什么数据库、Web服务器或框架啊!

大师:不,实际上应该在开发后期才开始做这些事情——在你掌握了更多信息之后。 

哀哉,当架构师草率地决定要使用一个数据库,后来却发现使用文件系统效率更高。 

哀哉,当架构师草率地决定使用一个Web服务器,后来却发现团队需要的不过是一个Socket接口。 

哀哉,当架构师草率地决定使用一个框架,后来却发现框架提供的功能是团队不需要的,反而给团队带来了诸多约束。 

幸哉,当架构师在掌握了足够多的信息后才决定该用什么数据库、Web服务器或框架。 

幸哉,当架构师为团队鉴别出运行缓慢、耗费资源的IO设备和框架,这样他们就可以构建飞速运行的轻量级测试环境。 

幸哉,当架构师把注意力放在那些真正重要的事情上,并把那些不重要的事情放在一边。


阿宝:我完全不知道你在说什么了。

大师:好吧,如果在若干年后你还没有转做管理,你或许会明白的……

本文翻译已获授权,原文链接:

http://blog.cleancoder.com/uncle-bob/2016/01/04/ALittleArchitecture.html

本文译者:薛命灯

 
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