深度解讀架構(gòu)設(shè)計(jì)中的依賴反轉(zhuǎn)原則
在日常工作中，總是聽大家說使用依賴反轉(zhuǎn)原則可以很好地讓業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)优c基礎(chǔ)設(shè)施或框架層進(jìn)行解耦。即使基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生變動(dòng)，也不會(huì)影響業(yè)務(wù)領(lǐng)域代碼。那么架構(gòu)中所說的依賴反轉(zhuǎn)原則到底是什么呢？在寫代碼時(shí)，我們又該如何實(shí)施呢？這節(jié)課，我們就來一探究竟。
DIP 原則是什么？
首先，我們來看下架構(gòu)中的依賴反轉(zhuǎn)原則是什么。根據(jù)維基百科的描述，依賴反轉(zhuǎn)原則（Dependency inversion principle，DIP）是指一種模塊解耦的實(shí)現(xiàn)思想，它使得高層次的模塊不依賴于低層次的模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而使得低層次模塊依賴于高層次模塊的抽象。
這一原則的核心思想有如下兩點(diǎn)：
- 高層次的模塊不應(yīng)該依賴于低層次的模塊，兩者都應(yīng)該依賴于 抽象接口；
- 抽象接口不應(yīng)該依賴于具體實(shí)現(xiàn)，而具體實(shí)現(xiàn)則應(yīng)該依賴于抽象接口。
接下來，我們通過一個(gè)例子來深入理解一下這兩點(diǎn)思想。
當(dāng)Application模塊需要使用Service模塊提供的服務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)架構(gòu)上的設(shè)計(jì)是在Service模塊中定義ComputeService接口以及它的實(shí)現(xiàn)類ComputeServiceImpl。
這時(shí)Application模塊要想使用Service模塊的ComputeService服務(wù)，就需要在Application模塊內(nèi)引入Service模塊，具體來說，在Java中是需要在Application模塊的POM文件里引入Service模塊的Maven倉庫坐標(biāo)，然后Application模塊就可以引用到Service模塊的服務(wù)了。
設(shè)計(jì)完畢后，我們會(huì)得到兩個(gè)意義上的依賴關(guān)系。首先，從控制流上（代碼運(yùn)行時(shí)代碼的執(zhí)行時(shí)序上），Application模塊會(huì)依賴Service模塊；其次，代碼依賴上，Application模塊也會(huì)依賴Service模塊。
由于這種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致Application模塊在源碼上就依賴了Service模塊，所以當(dāng)Service模塊修改、發(fā)布時(shí)，Application模塊也需要修改和重新編譯，這顯然不是我們想要的。
而在采用DIP原則的情況下，相同場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)如下圖：
如圖可知，我們把Application模塊所需的ComputeService接口定義到了Application模塊內(nèi)部，而ComputeService接口的具體實(shí)現(xiàn)類ComputeServiceImpl則放到了Service模塊。由于ComputeServiceImpl類需要實(shí)現(xiàn)ComputeService接口，所以Service模塊必須在源碼上依賴Application模塊。在Java中則體現(xiàn)為Service模塊的POM文件中要添加Application模塊的maven倉庫坐標(biāo)，以及ComputeServiceImpl類要使用Application模塊的ComputeService接口代碼。
在基于DIP原則設(shè)計(jì)完畢后，我們也會(huì)得到兩個(gè)意義上的依賴關(guān)系。首先，從控制流上，Application模塊還是會(huì)依賴Service模塊；從代碼依賴上看，Service模塊也依賴Application模塊了。這體現(xiàn)了抽象接口（ComputeService）不應(yīng)該依賴于具體實(shí)現(xiàn)（ComputeServiceImpl），而具體實(shí)現(xiàn)類（ComputeServiceImpl）則應(yīng)該依賴于抽象接口（ComputeService）。另外，這里控制流上的依賴與源碼的依賴關(guān)系是相反的，所以叫做依賴反轉(zhuǎn)。
使用DIP原則，當(dāng)?shù)蛯哟蜸ervice模塊的ComputeServiceImpl類發(fā)生改動(dòng)時(shí)，我們可以保證只需要修改和編譯Service模塊就可以了，Application模塊并不會(huì)受到影響。當(dāng)然如果ComputeService接口本身定義發(fā)生變化了，還是需要Application模塊進(jìn)行修改的。因此，請(qǐng)注意，使用DIP原則的前提也是接口是穩(wěn)定的情況下進(jìn)行討論的。
如何在代碼層面來實(shí)踐 DIP 原則？
下面，我們通過一個(gè)代碼示例來看看如何在實(shí)踐上基于DIP原則實(shí)現(xiàn)上面的場(chǎng)景。
這個(gè)Demo分為三個(gè)模塊，其中Application模塊、Service模塊分別對(duì)應(yīng)我們前面一直講解的兩個(gè)模塊，Main模塊的作用是用來提供main函數(shù)入口，用來把Application模塊和Service模塊的功能串起來，實(shí)現(xiàn)一個(gè)可執(zhí)行的程序。
三個(gè)模塊之間的依賴關(guān)系如下圖：
首先，我們來看下Application模塊的內(nèi)容。
可以看到，Application模塊下有兩個(gè)類，其中ComputeService接口定義為：
public interface ComputeService {
int add(int a, int b);
}ApplicationService的代碼如下：
public class ApplicationService {
private ComputeService computeService;
public ApplicationService(ComputeService computeService) {
this.computeService = computeService;
}
public int add(int a, int b) {
return computeService.add(a, b);
}
}ApplicationService服務(wù)依賴了ComputeService接口來具體實(shí)現(xiàn)add操作，這里ComputeService接口就是抽象接口。后面我們會(huì)講到，無論Application模塊還是Service模塊，都只會(huì)依賴ComputeService這個(gè)抽象接口。
我們?cè)?Application模塊目錄下執(zhí)行mvn clean install命令，就可以把Application模塊安裝到本地Maven倉庫，然后其他模塊就可以通過它的Maven坐標(biāo)引用這個(gè)服務(wù)了。
<dependency>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>Application</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>然后我們看下Service模塊的內(nèi)容。
Service模塊下只包含ComputeServiceImpl一個(gè)類，它的代碼內(nèi)容如下：
public class ComputeServiceImpl implements ComputeService {
@Override
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}可以看到，ComputeServiceImpl類實(shí)現(xiàn)了ComputeService抽象接口。由于ComputeServiceImpl類依賴ComputeService接口的源碼，所以我們需要在Service模塊的POM文件里面添加Application模塊的依賴，也就是添加下面的Maven坐標(biāo)：
<dependency>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>Application</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>ComputeServiceImpl類的實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，就是簡(jiǎn)單計(jì)算加法，然后返回結(jié)果。這里我們需要知道的是，因?yàn)镃omputeService接口的定義在Application模塊，所以Service模塊在源碼上就依賴了Application模塊。最后在Service模塊的目錄下執(zhí)行mvn clean install 命令就可以把Service模塊安裝到本地Maven倉庫，然后其他模塊就可以通過其Maven坐標(biāo)引用這個(gè)服務(wù)了。
<dependency>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>Service</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>下面，我們?cè)倏碝ain模塊的內(nèi)容。
Main模塊內(nèi)就含有一個(gè)叫做Main的類，對(duì)應(yīng)代碼如下：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//1. 創(chuàng)建計(jì)算服務(wù)
ComputeService computeService = new ComputeServiceImpl();
//2. 創(chuàng)建應(yīng)用服務(wù)
ApplicationService applicationService = new ApplicationService(computeService);
//3. 執(zhí)行計(jì)算，并輸出結(jié)果
int result = applicationService.add(1,2);
System.out.println(result);
}
}代碼1創(chuàng)建了一個(gè)ComputeServiceImpl服務(wù)的實(shí)例，由于ComputeServiceImpl的實(shí)現(xiàn)在Service模塊里，所以我們需要在Main組件的POM文件里，填寫下面的Maven坐標(biāo)：
<dependency>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>Service</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>代碼2則創(chuàng)建了一個(gè)ApplicationService實(shí)例，并且把代碼1創(chuàng)建的ComputeServiceImpl實(shí)例作為參數(shù)。這里我們需要注意的是，ApplicationService的構(gòu)造函數(shù)的入?yún)镃omputeService接口，而不是ComputeServiceImpl。這體現(xiàn)了高層次的Application模塊不應(yīng)該依賴于低層次的Service模塊（ComputeServiceImpl類），兩者都應(yīng)該依賴于 抽象接口（ComputeService）。
另外，代碼2由于依賴ApplicationService的源碼，所以Main組件還是需要依賴Application模塊，這就需要在Main組件的POM文件中，添加Application模塊的Maven坐標(biāo)：
<dependency>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>Application</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>代碼3就比較簡(jiǎn)單了，我們直接調(diào)用Application模塊的ApplicationService的add方法執(zhí)行計(jì)算。調(diào)用ApplicationService的add方法后，add方法內(nèi)部則會(huì)調(diào)用Service模塊的ComputeServiceImpl類的add方法執(zhí)行具體計(jì)算操作。
總結(jié)
這次我們先學(xué)習(xí)了什么是依賴反轉(zhuǎn)原則。然后，通過一個(gè)小場(chǎng)景探討了傳統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足，以及如何基于依賴反轉(zhuǎn)原則來對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。最后，我們基于Java代碼示例來展示了如何在代碼級(jí)別來實(shí)施依賴反轉(zhuǎn)原則。
