【架构设计】保持简单轻量设计的三个原则—

前言

一个软件轻量简单的软件架构是非常重要的，它可以让我们花最小的代价就能满足业务上的需求。那如何保证轻量简单呢？那今天就和大家分享下这其中的秘密，也就是3个重要的指导原则，KISS原则，YAGNI原则和DRY原则，你们都知道并且理解吗？

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KISS原则

KISS原则, 英文全称Keep it simple and stupid。核心思想就是尽量保持简单。

KISS原则指导我们在软件设计的时候要尽量保持简单，使用一些成熟的、适合业务的技术方案。另外从一个使用者的角度来思考，你设计时要思考如何让自己的架构设计变得简单，足够易用，比如你开发的框架是不是对于接入成本低甚至0成本? 你设计的框架是否不侵入业务代码？

不仅软件架构设计层面，在代码层面也处处要体现KISS原则。代码的可读性和可维护性是衡量代码质量非常重要的两个标准。而 KISS 原则就是保持代码可读和可维护的重要手段。代码足够简单，也就意味着很容易读懂，bug 比较难隐藏。即便出现 bug，修复起来也比较简单。

我们来看下面校验IP是否合法的3种实现方式哪个最“KISS”，大家觉得是哪个呢？

方式一

方式二

方式三

方式一代码量最少，正则表达式本身是比较复杂的，写出完全没有 bug 的正则表达本身就比较有挑战；另一方面，并不是每个程序员都精通正则表达式。对于不怎么懂正则表达式的同事来说，看懂并且维护这段正则表达式是比较困难的。这种实现方式会导致代码的可读性和可维护性变差，所以，从 KISS 原则的设计初衷上来讲，这种实现方式并不符合 KISS 原则。
方式二使用了 StringUtils 类、Integer 类提供的一些现成的工具函数，来处理 IP地址字符串，逻辑清晰，可读性好。
方式三不使用任何工具函数，而是通过逐一处理 IP 地址中的字符，来判断是否合法，容易出bug，不好理解。

小结： 综合来看，第二种方式更符合KISS原则。并不是代码越少越好，还要考虑代码是否逻辑清晰、是否容易理解、是否够稳定。

那如何写出满足 KISS 原则的代码？

不要使用同事可能不懂的技术来实现代码。比如前面例子中的正则表达式，还有一些编程语言中过于高级的语法等。
不要重复造轮子，要善于使用已经有的工具类库。经验证明，自己去实现这些类库，出bug 的概率会更高，维护的成本也比较高。
不要过度优化。不要过度使用一些奇技淫巧（比如，位运算代替算术运算、复杂的条件语句代替 if-else、使用一些过于底层的函数等）来优化代码，牺牲代码的可读性。

YAGNI原则

YAGNI 原则的英文全称是：You Ain’t Gonna Need It。中文大意是说你根本不需要这么做。核心思想就是不要过度设计。

那什么是过度设计呢？比如说你的应用，现在还是处在一个单体应用的阶段，那么这时候我就考虑啊，分布式事务该怎么做，那或者说你的数据库还是一个单库的时候，我就在思考。如何去做数据异构，甚至是你的业务逻辑在并不复杂的阶段的时候，你就再去思考如何去上一个工作流引擎，或者是规则引擎。那再比如现在图形数据库非常的火，那你就在想方设法的把图形数据库引入到你自己的项目当中。那这些是什么呢啊？说好听点叫面向简历编程，说难听点就是什么？脱裤子放屁，多此一举。我们提倡面向未来的架构是什么意思啊？是去规划你未来技术发展的路线，当这一天需要到来的时候，你有能力去实现它。而不是说你现在就把未来不需要的东西去搬到自己的项目当中。

所以千万不要为了技术而技术，一定要让技术服务于业务，谨遵YAGNI原则，过度设计是灾难。

DRY原则

DRY原则，英文全称Don’t Repeat Yourself，直译过来就是不要重复你自己。那这里的重复是什么意思？就是指代码一模一样的才算重复吗？实际不是的，我这里从实现逻辑重复、功能语义重复和代码执行重复三个点来理解重复的意思。

实现逻辑重复

我们看下下面的例子:

校验用户名

校验密码

虽然上面两个方法的代码逻辑是重复的，但是他们语义不重复，一个是用来校验用户名，一个是用来校验密码的，所以是符合DRY原则。如果我们强行把他们封装成isValidUsernameOrPassword()方法，反而不符合单一职责原则，万一哪天密码的校验逻辑变了怎么办呢？所以并不是说代码一样就一定违反了DRY原则。反而有时候代码不一样，恰好违反了DRY原则。

功能语义重复

直接上例子，项目中不同的同事由于不知道就写了两个校验IP的方法。

代码一

代码二

尽管两段代码的实现逻辑不重复，但语义重复，也就是功能重复，我们认为它违反了 DRY 原则。我们应该在项目中，统一一种实现思路，所有用到判断 IP 地址是否合法的地方，都统一调用同一个函数。不然哪天校验规则变了，很容易只改了其中一个，另外一个漏改，就会出现莫名其妙的bug。

代码执行重复

我们看下面一个登录的代码例子。

你有没有发现email的校验逻辑被执行了2次，这种重复执行的情况我们也可以认为违反了DRY原则。

说了这么多，那有什么好的办法提高代码复用性，保证DRY原则呢？

使用现成的轮子，不轻易造轮子

其实最关键的就是写代码带脑子，用到一个方法先看看有没有现成的，不要看看不看，就动手在那里造轮子。

减少代码耦合

对于高度耦合的代码，当我们希望复用其中的一个功能，想把这个功能的代码抽取出来成为一个独立的模块、类或者函数的时候，往往会发现牵一发而动全身。移动一点代码，就要牵连到很多其他相关的代码。所以，高度耦合的代码会影响到代码的复用性，我们要尽量减少代码耦合。

满足单一职责原则

我们前面讲过，如果职责不够单一，模块、类设计得大而全，那依赖它的代码或者它依赖的代码就会比较多，进而增加了代码的耦合。根据上一点，也就会影响到代码的复用性。相反，越细粒度的代码，代码的通用性会越好，越容易被复用。

模块化

这里的“模块”，不单单指一组类构成的模块，还可以理解为单个类、函数。我们要善于将功能独立的代码，封装成模块。独立的模块就像一块一块的积木，更加容易复用，可以直接拿来搭建更加复杂的系统。

业务与非业务逻辑分离

越是跟业务无关的代码越是容易复用，越是针对特定业务的代码越难复用。所以，为了复用跟业务无关的代码，我们将业务和非业务逻辑代码分离，抽取成一些通用的框架、类库、组件等。

通用代码下沉

从分层的角度来看，越底层的代码越通用、会被越多的模块调用，越应该设计得足够可复用。一般情况下，在代码分层之后，为了避免交叉调用导致调用关系混乱，我们只允许上层代码调用下层代码及同层代码之间的调用，杜绝下层代码调用上层代码。所以，通用的代码我们尽量下沉到更下层。

继承、多态、抽象、封装

在讲面向对象特性的时候，我们讲到，利用继承，可以将公共的代码抽取到父类，子类复用父类的属性和方法。利用多态，我们可以动态地替换一段代码的部分逻辑，让这段代码可复用。除此之外，抽象和封装，从更加广义的层面、而非狭义的面向对象特性的层面来理解的话，越抽象、越不依赖具体的实现，越容易复用。代码封装成模块，隐藏可变的细节、暴露不变的接口，就越容易复用。

应用模板等设计模式

一些设计模式，也能提高代码的复用性。比如，模板模式利用了多态来实现，可以灵活地替换其中的部分代码，整个流程模板代码可复用。

总结

本文和大家介绍了软件工程领域中保持简单架构设计的三个原则，其实所有的这些原则就是为了达到一个很简单的目的,try everything to keep it simple，软件设计上的简单轻量是非常重要的。

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