设计原则之单一职责原则(SRP)

简介

单一职责原则是最重要的设计原则，也是最抽象的设计原则。小到函数，大到平台的设计，都可以使用单一职责原则来指导。也正因为它的抽象性，没有一个统一的规则，不同的人即使是设计同一个功能，所划分的函数、类也都是不相同的。

定义

单一职责原则，英文名称 Single Responsibility Principle,意为每一个模块、类、函数应当只具备一个职责，也即只有一个功能。按照马丁大叔的说法：“一个类的改变只有一个理由”。

这个原则只给了我们一个方向，就跟“听过很多道理依然过不好这一生”中的道理一样，为什么依然过不好？因为道理仅仅是一个道理而不具备可操作性，没有办法按照步骤一二三来得到想要的结果。

单一不需要解释，关键是职责，一个函数、接口、类、模块要干多少活才算是职责单一？多大的粒度是合适的呢？

按照我现阶段的知识水平，单一职责原则背后隐去的关键概念是抽象，函数、接口、类需要符合自己所在的抽象层次，在其自身所在的层面上内聚成领域，这就是自己的职责。

实践

需求：做一个登录功能，要求有过滤黑名单，登录成功后发送短信、邮件等功能。

注：仅示意

public class LoginManager {
    public String login(String userId, String password) {
        List<String> blacklist = blacklistService.findByUserId(userId);
        if(CollectionUtils.isNotEmpty) {
            return "user blocked";
        }
        
        User user = userService.findByUserId(userId);
        if (user == null) {
            return "user not exists";
        }
        
        String passwordMd5 = Md5Utils.md5(password);
        if (!passwordMd5.equals(user.getPassword()) {
            return "user login failed";
        }
        
        String uuid = UUIDUtils.getUUID();
        cacheService.set(uuid, userId);
        setCookie("sessionId", uuid);
        
        // mail related logic
        String mailContent = user.getUserName + "! Welcome back. From mail."
        mailService.send(user.getMail(), mailContent);
        
        // msg related logic
        String smsContent = user.getUserName + "! Welcome back. From sms."
        smsService.send(user.getPhone(), smsContent);
        
        return "success";
    }
}

函数

这个功能从函数名来看，并没有违反单一职责的原则，登录就是需要做这么多的事。但是从编码实现来说，已经违反了SRP。登录包含的职责有过滤、校验，但是过滤、校验的具体细节并不在登录函数的职责范围内，据此重构登录函数

public class LoginManager {
    public String login(String userId, String password) {
        Pair<Boolean, String> check = loginCheck(userId, password);
        if (!check.left()){
            return check.right();
        }
        
        saveUserSesssion(userId);
        afterLogined(userId);
        
        return "success";
    }
    
    private Pair<Boolean, String> loginCheck(String userId, String password) {
        
        Pair<Boolean. String> beforeCheck = loginBeforeCheck(userId);
        if(!before.left()){
            return beforeCheck;
        }
        
        return userCheck(userId, password);
    }
    
    private Pair<Boolean, String> loginBeforeCheck(String userId){
        List<String> blacklist = blacklistService.findByUserId(userId);
        if(CollectionUtils.isNotEmpty) {
            return Pair.of(false, "user blocked");
        }
        
        return Pair.of(true, "");
    }
    
    
    private Pair<Boolean, String> userCheck(String userId, String password){
        User user = userService.findByUserId(userId);
        if (user == null) {
            return Pair.of(false, "user not exists");
        }
        
        String passwordMd5 = Md5Utils.md5(password);
        if (!passwordMd5.equals(user.getPassword()) {
            return Pair.of(false, "user login failed");
        }
        
        return Pair.of(true, "");
    }
    
    private void saveUserSesssion(String userId){
        String uuid = UUIDUtils.getUUID();
        cacheService.set(uuid, userId);
        setCookie("sessionId", uuid);
    }
    
    private void afterLogined(User user) {
        User user = userService.findByUserId(userId);
        sendMail(user);
        sendSms(user);
    }
    
    private void sendMail(User user) {
        // mail related logic
        String mailContent = user.getUserName + "! Welcome back. From mail."
        mailService.send(user.getMail(), mailContent);
    }
    
    private void sendSms(User user) {
        // msg related logic
        String smsContent = user.getUserName + "! Welcome back. From sms."
        smsService.send(user.getPhone(), smsContent);
    }
}

重构完成后，如果需要增加过滤条件，则只需要修改loginBeforeCheck 函数，如果需要增加登录后功能，则只需要修改 afterLogined 函数，每个函数都只有一个修改的理由，也即符合 SRP 原则。

类与接口

当我们将功能从函数的粒度重构之后，每个函数只负责了自己的部分，已经符合了 SRP 原则，但是从类的角度来看，登录类承担了太多的功能。增加校验规则需要修改登录类，增加登录后的功能也需要修改登录类，因此类也需要按照 SRP 的原则来进行重构。

在思考函数重构的过程中，我们已经对如何划分类有了思考。校验可以抽出来，登录后发短信、邮件也可以抽出来，这样登录类就符合了自己的名称：仅关心登录的细节。

public interface LoginCheckService {
    public Pair<Boolean, String> check(String userId, String password);
}

public interface LoginListener{
    public void afterLogin(LoginEvent event);
}

光有这两个类可能是不够的，我们还需要定义一个登录事件LoginEvent， 事件注册中心 Registry, 事件分发Dispatcher, LoginCheckService 是有先后顺序的要求的，可以实现一个 Order 接口，也可以拆成两个接口，同一个接口的实现没有顺序要求。这完全取决于我们系统功能的规模，和我们对职责的认识。

模块

虽然登录功能一般不会做成模块，但我们可以站在模块的角度来思考。模块是大家共用的依赖，对于可扩展性、可维护性要求会比一个功能要求更高。在 类和接口 小节的描述中，事件、注册中心等在功能层面上可能不是必须的，在模块层面上，这些是必须的。没有事件，使用方就不知道如何响应；没有注册中心，使用方就不知道如何定制化；没有事件分发，模块就无法将事件通知到使用方。

缺点

SRP 可以很好的将我们的功能、应用解耦，但是应该看到 SRP 存在的缺点，才可以更好的权衡自己的设计。

• 不明确。职责的含义没有明确界定，如何界定是门艺术。
• 无评判标准。界定出来的职责是好是坏？没有标准，只有经验。
• 易滥用。职责划分到最后可能就是一个接口一个方法，看似符合 SRP，实则是 SRP 的滥用。
• 函数、接口、类爆炸。
• 知识比较支离。信息分布在各个类中，不如放在一起集中。

后记

要做一个符合SRP 原则的设计是很困难的，需要我们在实践中总结经验。对一个领域有了充分的了解，我们才能更加游刃有余的应用SRP 原则。同时不要滥用 SRP原则，编程是门艺术，设计更是一门艺术。

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