分布式系统关注点——「高内聚低耦合」详解

如果这是第二次看到我的文章,欢迎订阅z哥的公众号(跨界架构师)哦~

每周五11:45 按时送达。当然了,也会时不时加个餐~

本文长度为3012字,建议阅读8分钟。


下面的这个场景你可能会觉得很熟悉(Z哥我又要出演了):

Z哥:@All 兄弟姐妹们,这次我这边有个需求需要给「商品上架」增加一道审核,会影响到大家和我交互的接口。大家抽空配合改一下,明天一起更新个版本。

小Y:哥,我这几天很忙啊,昨天刚配合老王改过促销!

小X:行~当一切已成习惯。

作为被通知人,如果在你的现实工作中也发生了类似事件,我相信哪怕嘴上不说,心里也会有不少想法和抱怨:“md,改的是你,我也要发布,好冤啊!”。


这个问题的根本原因就是多个项目之间的耦合度过于严重。

越大型的项目越容易陷入到这个昭潭中,难以自拔。

而解决问题的方式就是进行更合理的分层,并且持续保证分层的合理性。

一提到分层,必然离不开6个字「高内聚」和「低耦合」。


什么是高内聚低耦合

在z哥之前的文章中有多次提到,布式系统的本质就是「分治」和「冗余」

其中,分治就是“分解 -> 治理 -> 归并”的三部曲。「高内聚」、「低耦合」的概念就来源于此。

需要注意的是,当你在做「分解」这个操作的时候,务必要关注每一次的「分解」是否满足一个最重要的条件:不同分支上的子问题,不能相互依赖,需要各自独立

因为一旦包含了依赖关系,子问题和父问题之间就失去了可以被「归并」的意义。

比如,一个「问题Z」被分解成了两个子问题,「子问题A」和「子问题B」。但是,解问题A依赖于问题B的答案,解问题B又依赖于问题A的答案。这不就等于没有分解吗?

题外话:这里的“如何更合理的分解问题”这个思路也可以用到你的生活和工作中的任何问题上。


所以,当你在做「分解」的时候,需要有一些很好的着力点去切入。

这个着力点就是前面提到的「耦合度」和「内聚度」,两者是一个此消彼长的关系。

越符合高内聚低耦合这个标准,程序的维护成本就越低。为什么呢?因为依赖越小,各自的变更对其他关联方的影响就越小。

所以,「高内聚」和「低耦合」是我们应当持续不断追求的目标。

题外话:耦合度,指的是软件模块之间相互依赖的程度。比如,每次调用方法 A 之后都需要同步调用方法 B,那么此时方法 A 和 B 间的耦合度是高的。

内聚度,指的是模块内的元素具有的共同点的相似程度。比如,一个类中的多个方法有很多的共同之处,都是做支付相关的处理,那么这个类的内聚度是高的。


怎么做好高内聚低耦合

做好高内聚低耦合,思路也很简单:定职责、做归类、划边界

首先,定职责就是定义每一个子系统、每一个模块、甚至每一个class和每一个function的职责。

比如,在子系统或者模块层面可以这样。

又比如,在class或者function层面可以这样。

我想这点大家平时都会有意识的去做。

做好了职责定义后,内聚性就会有很大的提升,同时也提高了代码/程序的复用程度。

至此,我们才谈得上「单一职责(SRP)」这种设计原则的运用。


其次,做归类。梳理不同模块之间的依赖关系。

像上面提到的案例1可以归类为3层:

基础层:商品基础服务、会员基础服务、促销基础服务

聚合层:购物车服务、商品详情服务、登陆服务

接入层:快闪店API、综合商城API

案例2也可以归类为3层:

数据访问层:访问会员表数据、访问会员积分表数据、访问会员等级表数据

业务逻辑层:会员登陆逻辑、会员使用积分逻辑、会员升级逻辑

应用层:接收用户输入的账户密码、接收用户输入的使用积分数、接收用户的付款信息



最后就是划边界。好不容易梳理清楚,为了避免轻易被再次破坏,所以需要设立好合理清晰的边界。

否则你想的是这样整齐。



实际会慢慢变成这样混乱。


那么应该怎么划边界呢?


class和function级别。这个层面可以通过codereview或者静态代码检测工具来进行,可以关注的点比如:

调用某些class必须通过interface而不是implement

访问会员表数据的class中不能存在访问商品数据的function


模块级别。可以选择以下方案:

给每一种类型的class分配不同project,打包到各自的dll(jar)中

每次代码push上来的时候检测其中的依赖是否有超出规定的依赖。例如,不能逆向依赖(检测dal是否包含bll);不能在基础层做聚合业务(检测商品基础服务是否包含其他基础服务的dll(jar))。

系统级别。及时识别子系统之间的调用是否符合预期,可以通过接入一个调用链跟踪系统(如,zipkin)来分析请求链路是否合法。


让边界更清晰、稳定的最佳实践

很多时候不同的模块或者子系统会被分配到不同的小组中负责,所以z哥再分享几个最佳实践给你。它可以让系统之间的沟通更稳定。


首先是:模块对外暴露的接口部分,数据类型的选择上尽量做到宽进严出。比如,使用long代替byte之类的数据类型;使用弱类型代替强类型等等。

举个「宽进严出」的例子:

//使用long代替byte之类的数据类型。

void Add(long param1, long param2){

    if(param1 <1000&& param2 < 1000){  //先接收进来,到里面再做逻辑校验。

        //do something...

    }

    else{

        //do something...

    }

}

其次是:写操作接口,接收参数尽可能少;读操作接口,返回参数尽可能多

为什么呢?因为很多时候,写操作的背后会存在一个潜在预期,是「准确」。

准确度和可信度有着很大的联系,只有更多的逻辑处理在自己掌控范围内进行才能越具备「可信度」(当然是职责范围内的逻辑,而不是让商品服务去计算促销的逻辑)。反之,上游系统一个bug就会牵连到你的系统中。

而读操作背后的潜在预期是:「满足」。你得提供给我满足我当前需要的数据,否则我的工作无法开展。

但是呢,在不同时期,客户端所需要的数据可能会发生变化,你无法预测。所以呢,不要吝啬,返回参数尽可能多,用哪些,用不用是客户端的事。


还可以做的更好的一些,就是,在可以满足的基础上支持按需获取。客户端需要返回哪些字段自己通过参数传过来,如此一来还能避免浪费资源做无用的数据传输。

题外话:对外露出的接口设计,可以使用http + json 这种跨平台 + 弱类型的技术组合,可具备更好的灵活性。


实际上,一个程序大多数情况下,在某些时刻是客户端,又在某些时刻是服务端。站在一个完整程序的角度来提炼参数设计的思路就是:吃”的要少,“产出”的要多

题外话:有一些设计原则可以扩展阅读一下。

单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)

开放封闭原则OCP(Open-Close Principle)

里式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)

依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)

接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)


总结

本文z哥带你梳理了一下「高内聚低耦合」的本质(来自于哪,意义是什么),并且分享了一些该怎么做的思路。

可以看到「高内聚」、「低耦合」其实没有这个名字那么高端。哪怕你现在正在工作的项目是一个单体应用,也可以在class和function的设计中体会到「高内聚」、「低耦合」的奥妙。

来来来,接下去马上开始在项目中「刻意练习」起来吧~



「易伸缩」篇的相关文章:

分布式系统关注点——「无状态」详解




如果你喜欢这篇文章,可以点一下底部的「喜欢」。

这样可以给我一点反馈。: )

谢谢你的举手之劳。


▶ 关于作者:张帆(Zachary,个人微信号:Zachary-ZF)。坚持用心打磨每一篇高质量原创。本文首发于公众号:「跨界架构师(ID:Zachary_ZF)。

如果你是初级程序员,想提升但不知道如何下手。又或者做程序员多年,陷入了一些瓶颈想拓宽一下视野。欢迎关注我的公众号「跨界架构师」,回复「技术」,送你一份我长期收集和整理的思维导图。

如果你是运营,面对不断变化的市场束手无策。又或者想了解主流的运营策略,以丰富自己的“仓库”。欢迎关注我的公众号「跨界架构师」,回复「运营」,送你一份我长期收集和整理的思维导图。

 定期发表原创内容:架构设计丨分布式系统丨产品丨运营丨一些深度思考。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,110评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,443评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,474评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,881评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,902评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,698评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,418评论 3 419
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,332评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,796评论 1 316
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,968评论 3 337
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,110评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,792评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,455评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,003评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,130评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,348评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,047评论 2 355

推荐阅读更多精彩内容