为什么我们要面向接口编程?!_java


到底面向?编程

面向过程编程( ProcedureOriented、简称 PO面向对象编程( ObjectOriented、简称 OO 我们一定听过,然而实际企业级开发里受用更多的一种编程思想那就是:面向接口编程( Interface-Oriented

接口这个概念我们一定不陌生,实际生活中最常见的例子就是:插座!

我们只需要事先定义好插座的接口标准,各大插座厂商只要按这个接口标准生产,管你什么牌子、内部什么电路结构,这些均和用户无关,用户拿来就可以用;而且即使插座坏了,只要换一个符合接口标准的新插座,一切照样工作!

为什么我们要面向接口编程?!_java_02

同理,实际代码设计也是这样!

我们在设计一个软件的代码架构时,我们都希望事先约定好各个功能的接口(即:约定好接口签名和方法),实际开发时我们只需要实现这个接口就能完成具体的功能!后续即使项目变化、功能升级,程序员只需要按照接口约定重新实现一下,就可以达到系统升级和扩展的目的!

正好,Java中天生就有 interface这个语法,这简直是为面向接口编程而生的!

所以接下来落实到代码上,举个通俗一点的小例子唠一唠,实际业务代码虽然比这个复杂,但原理是一模一样的。


做梦了

假如哪一天程序羊真发达了,一口豪气买了两辆豪车,一辆五菱宏光、一辆飞度、并且还专门聘请了一位驾驶员来帮助驾驶。

两辆豪车在此:

  1. public class Wuling {

  2.    public void drive() {

  3.        System.out.println("驾驶五菱宏光汽车");

  4.    }

  5. }


  6. public class Fit {

  7.    public void drive() {

  8.        System.out.println("驾驶飞度汽车");

  9.    }

  10. }

驾驶员定义在此:

驾驶员定义了两个 drive()方法,分别用来驾驶两辆车:

  1. public class Driver {


  2.    public void drive( Wuling wuling ) {

  3.        wuling.drive(); // 驾驶五菱宏光的方法

  4.    }


  5.    public void drive( Fit fit ) {

  6.        fit.drive();    // 驾驶飞度的方法

  7.    }


  8.    // 用于测试功能的 main()函数

  9.    public static void main( String[] args ) {


  10.        // 实例化两辆新车

  11.        Wuling wuling = new Wuling();

  12.        Fit fit = new Fit();


  13.        // 实例化驾驶员

  14.        Driver driver = new Driver();


  15.        driver.drive( wuling ); // 帮我开五菱宏光

  16.        driver.drive( fit );    // 帮我开飞度

  17.    }

  18. }

这暂且看起来没问题!日子过得很融洽。

但后来过了段时间,程序羊又变得发达了一点,这次他又豪气地买了一辆新款奥拓(Alto)!

可是现有的驾驶员类 Driver的两个 drive()方法里都开不了这辆新买的奥拓该怎么办呢?


代码的灵活解耦

这时候,我想应该没有谁会专门再去往 Driver类中添加一个新的 drive()方法来达到目的吧?毕竟谁也不知道以后他还会不会买新车!

这时候如果我希望我聘请的这位驾驶员对于所有车型都能驾驭,该怎么办呢?

很容易想到,我们应该做一层抽象。毕竟不管是奥拓还是奥迪,它们都是汽车,因此我们定义一个父类叫做汽车类 Car,里面只声明一个通用的 drive()方法,具体怎么开先不用管:

// 抽象的汽车类Car,代表所有汽车public class Car {    void drive() { } // 通用的汽车驾驶方法}

这时,只要我新买的奥拓符合 Car定义的驾驶标准即可被我的驾驶员驾驶,所以只需要新的奥拓来继承一下 Car类即可:

public class Alto extends Car {    public void drive() {        System.out.println("驾驶奥拓汽车");    }}

同理,只需要我的驾驶员具备通用汽车 Car的驾驶能力,那驾驶所有的汽车都不是问题,因此 Drvier类的 drive()方法只要传入的参数是父类,那就具备了通用性:

  1. public class Driver {


  2.    public void drive( Car car ) {  // 方法参数使用父类来替代

  3.        car.drive();

  4.    }


  5.    public static void main( String[] args ) {

  6.        Alto alto = new Alto();

  7.        Driver driver = new Driver();

  8.        driver.drive( alto );

  9.    }

  10. }

问题暂且解决了!


但是再后来,程序羊他好像又更发达了一些,连车都不想坐了,想买一头驴(Donkey)让司机骑着带他出行!

很明显,原先适用于汽车的 drive()方法肯定是不适合骑驴的!但我们希望聘请的这位驾驶员既会开汽车,又会骑驴怎么办呢?

害!我们干脆直接定义一个叫做交通工具( TrafficTools)的通用接口吧!里面包含一个通用的交通工具使用方法,管你是驾驶汽车,还是骑驴骑马,具体技能怎么实现先不管:

// 通用的交通工具接口定义public interface TrafficTools {    void drive();  // 通用的交通工具使用方法}

有了这个接口约定,接下来就好办了。我们让所有的 Car、或者驴、马等,都来实现这个接口:

  1. public class Car implements TrafficTools {

  2.    @Override

  3.    public void drive() { }

  4. }


  5. public class Wuling extends Car {

  6.    public void drive() {

  7.        System.out.println("驾驶五菱宏光汽车");

  8.    }

  9. }


  10. public class Fit extends Car {

  11.    public void drive() {

  12.        System.out.println("驾驶飞度汽车");

  13.    }

  14. }


  15. public class Alto extends Car {

  16.    public void drive() {

  17.        System.out.println("驾驶奥拓汽车");

  18.    }

  19. }


  20. public class Donkey implements TrafficTools {

  21.    @Override

  22.    public void drive() {

  23.        System.out.println("骑一头驴");

  24.    }

  25. }

这个时候只要我们的驾驶员师傅也面向接口编程,就没有任何问题:

  1. public class Driver {


  2.    // 方法参数面向接口编程

  3.    public void drive( TrafficTools trafficTools ) {

  4.        trafficTools.drive();

  5.    }


  6.    public static void main( String[] args ) {

  7.        Driver driver = new Driver();

  8.        driver.drive( new Wuling() );  // 开五菱

  9.        driver.drive( new Fit() );     // 开飞度

  10.        driver.drive( new Alto() );    // 开奥拓

  11.        driver.drive( new Donkey() );  // 骑一头驴

  12.    }

  13. }

很明显,代码完全解耦了!这就是接口带来的便利。


代码的扩展性

面向接口编程的优点远不止上面这种代码解耦的场景,在实际企业开发里,利用接口思想对已有代码进行灵活扩展也特别常见。

再举一个例子:假设程序羊有一个非常豪气的朋友,叫:程序牛,他们家出行可不坐车,全靠私人飞机出行:

  1. // 通用的飞机飞行接口

  2. public interface Plane {

  3.    void fly();

  4. }


  5. // 程序牛的专用机长,受过专业训练(即:实现了通用飞行接口)

  6. public class PlaneDriver implements Plane {

  7.    @Override

  8.    public void fly() {

  9.        System.out.println("专业的飞行员操控飞机");

  10.    }

  11. }


  12. // 出门旅行

  13. public class Travel {


  14.    // 此处函数参数也是面向接口编程!!!

  15.    public void fly( Plane plane ) {

  16.        plane.fly();

  17.    }


  18.    public static void main( String[] args ) {

  19.        Travel travel = new Travel();  // 开启一段旅行

  20.        PlaneDriver planeDriver = new PlaneDriver(); // 聘请一个机长

  21.        travel.fly( planeDriver ); // 由专业机长开飞机愉快的出去旅行

  22.    }

  23. }

但是突然有一天,他们家聘请的机长跳槽了,这时候程序牛一家就无法出行了,毕竟飞机不会驾驶。

于是他跑来问我借司机,想让我的驾驶员来帮他驾驶飞机出去旅行。

我一看,由于他们的代码面向的是接口,我就肯定地答应了他!

这时候对我这边的扩展来说就非常容易了,我只需要安排我的驾驶员去培训一下飞行技能就OK了(实现一个方法就行):

  1. // 让我的驾驶员去培训一下飞行技能(即:去实现通用飞行接口)

  2. public class Driver implements Plane {


  3.    public void drive( TrafficTools trafficTools ) {

  4.        trafficTools.drive();

  5.    }


  6.    // 实现了fly()方法,这下我的驾驶员也具备操控飞机的能力了!

  7.    @Override

  8.    public void fly() {

  9.        System.out.println("普通驾驶员操控飞机");

  10.    }

  11. }

这时候我的驾驶员 Driver类就可以直接服务于他们一家的出行了:

  1. public class Travel {


  2.    public void fly( Plane plane ) {

  3.        plane.fly();

  4.    }


  5.    public static void main( String[] args ) {

  6.        Travel travel = new Travel();


  7.        // 专业飞行员操控飞机

  8.        PlaneDriver planeDriver = new PlaneDriver();

  9.        travel.fly( planeDriver );


  10.        // 普通驾驶员操控飞机

  11.        Driver driver = new Driver();

  12.        travel.fly( driver );

  13.    }

  14. }

看到没,这一改造过程中,我们只增加了代码,却并没有修改任何已有代码,就完成了代码扩展的任务,非常符合开闭原则


实际项目

实际开发中,我们就暂且不说诸如 Spring这种框架内部会大量使用接口,并对外提供使用,就连我们自己平时写业务代码,我们也习惯于在 Service层使用接口来进行一层隔离:

为什么我们要面向接口编程?!_java_03

这种接口定义和具体实现逻辑的分开,非常有利于后续扩展和维护!


小结

面向接口编程开发,对代码架构的解耦和扩展确实很有好处,这种编码思想也值得平时开发结合实践反复理解和回味!


每天进步一点点,Peace! 

2020.03.04 晚