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  • 简单理解高内聚低耦合-高内聚低耦合通俗理解是什么?
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    2021-05-11 08:43:02

    低耦合:
    耦合就是元素与元素之间的连接,感知和依赖量度。这里说的元素即是功能,对象,系统,子系统。模块。

    例如:现在有方法A和方法B

    我们在A元素去调用B元素,当B元素有问题或者不存在的时候,A元素就不能正常的工作,那么就说元素A和元素B耦合。

    --耦合带来的问题:
    当元素B变更或者不存在时,都将影响元素A的正常运作,影响系统的可维护性和易变更性。同时元素A只能运行在元素B中,这也大大的降低了A元素的可复用性。正因为耦合的种种弊端,我们才需要在软件设计上追求低耦合。

    --低耦合如何做:
    ①元素A不能过度依赖元素B

    ②合理的职责划分:让系统中的对象各司其职,不仅是提高内聚的要求,同时也可以有效地降低耦合

    ③使用接口而不是继承:我们不难发现。继承就是一种耦合,假如子类A继承了父类B,不论是直接继承或者间接继承,一但父类B不存在或者发生任何变更,都将导致子类A不得不修改或者重写。假如父类B的子类数十上百的,这就是灾难性的变更。

    高内聚:
    高内聚是另外一个评判软件设计质量的标准。内聚更为专业的说法叫做功能内聚,是对系统中元素职责的相关性和集中度的量度。如果元素有高度的相关职责,除了这些职责在没有其他的工作,那么该元素就有高内聚。

    例如:这就好像,如果我是一个项目经理,我的职责是监控和协调我的项目各个阶段的工作。当我的项目进入需求分析阶段,我会请求需求分析员来完成;当我的项目进入开发阶段,我会请求软件开发人员来完成;当我的项目需要测试的时候,我会请求测试人员。。。如果我参与了开发,我就不是一个高内聚的元素,因为开发不是我的职责。

    --为什么要高内聚: 可读性、复用性、可维护性和易变更性。

    简单的理解高内聚低耦合:耦合和内聚的的评判标准是强度,耦合越弱越好,内聚越强越好

    --耦合指模块与模块之间的关系,最弱的耦合就是通过一个主控模快来协调n哥模块进行运作。

    例如:。还是举一个我举过的例子:客户要求在界面上增加一个字段,你的项目要修改几个地方呢?如果你只要修改项目文档,那么你的开发构架就是最低强度的耦合,而这种设计 成熟的开发团队都已经做到了,他们使用开发工具通过项目模型驱动数据库和各层次的代码,而不是直接修改那些代码;

    --内聚指的是模块内部的功能,最强的就是功能不能拆分,也就是原子化。


    再简单的说: 高内聚、低耦合讲的是程序单位协作的问题,  你可以这样理解,一个企业的管理,  最理想的情况就是各个部门各司其职,井然有序,互不干涉,  但是需要沟通交流的时候呢,  各个部门都可以找到接口人专门负责部门沟通以及对外沟通。 在软件里呢, 就是说各个模块要智能明确, 一个功能尽量由一个模块实现,  同样,一个模块最好只实行一个功能。这个是所谓的“内聚”;  模块与模块之间、系统与系统之间的交互,是不可避免的, 但是我们要尽量减少由于交互引起的单个模块无法独立使用或者无法移植的情况发生,  尽可能多的单独提供接口用于对外操作, 这个就是所谓的“低耦合”。 但是实际的设计开发过程中,总会发生这样那样的问题与情况, 真正做到高内聚、低耦合是很难的,很多时候未必一定要这样, 更多的时候“最适合”的才是最好的, 不过,理解思想,审时度势地使用, 融会贯通,灵活运用,才是设计的王道。

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  • 高内聚低耦合

    2012-08-01 16:44:00
    该文档主要讲解了高内聚低耦合的相关知识,希望能给你带来帮助!
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    摘要:做好高内聚低耦合,思路也很简单:定职责、做归类、划边界。

    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,分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:

    1. 基础层:商品基础服务、会员基础服务、促销基础服务
    2. 聚合层:购物车服务、商品详情服务、登陆服务
    3. 接入层:快闪店API、综合商城API

    案例2也可以归类为3层:

    1. 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
    2. 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
    3. 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:

    1.调用某些class必须通过interface而不是implement

    2.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:

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

    2.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~

     

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  • 什么是高内聚低耦合

    千次阅读 2019-09-04 10:05:36
    但是实际的设计开发过程中,总会发生这样那样的问题与情况, 真正做到高内聚、低耦合是很难的,很多时候未必一定要这样, 更多的时候“最适合”的才是最好的, 不过,理解思想,审时度势地使用, 融会贯通,灵活...

    低耦合


    耦合就是元素与元素之间的连接,感知和依赖量度。这里说的元素即是功能,对象,系统,子系统。模块。

    例如:现在有方法A和方法B

    我们在A元素去调用B元素,当B元素有问题或者不存在的时候,A元素就不能正常的工作,那么就说元素A和元素B耦合

    耦合带来的问题:


    当元素B变更或者不存在时,都将影响元素A的正常运作,影响系统的可维护性和易变更性。同时元素A只能运行在元素B中,这也大大的降低了A元素的可复用性。正因为耦合的种种弊端,我们才需要在软件设计上追求低耦合

    低耦合如何做:


    元素A不能过度依赖元素B

    合理的职责划分:让系统中的对象各司其职,不仅是提高内聚的要求,同时也可以有效地降低耦合

    使用接口而不是继承:我们不难发现。继承就是一种耦合,假如子类A继承了父类B,不论是直接继承或者间接继承,一但父类B不存在或者发生任何变更,都将导致子类A不得不修改或者重写。假如父类B的子类数十上百的,这就是灾难性的变更。

    高内聚:


    高内聚是另外一个评判软件设计质量的标准。内聚更为专业的说法叫做功能内聚,是对系统中元素职责的相关性和集中度的量度。如果元素有高度的相关职责,除了这些职责在没有其他的工作,那么该元素就有高内聚。

    例如:

    这就好像,如果我是一个项目经理,我的职责是监控和协调我的项目各个阶段的工作。当我的项目进入需求分析阶段,我会请求需求分析员来完成;当我的项目进入开发阶段,我会请求软件开发人员来完成;当我的项目需要测试的时候,我会请求测试人员。。。。。。如果我参与了开发,我就不是一个高内聚的元素,因为开发不是我的职责。

    为什么要高内聚:


    可读性

    复用性

    可维护性和易变更性

    简单的理解高内聚低耦合:


    耦合和内聚的的评判标准是强度,耦合越弱越好,内聚越强越好

    耦合指模块与模块之间的关系,最弱的耦合就是通过一个主控模快来协调n哥模块进行运作。例如:。还是举一个我举过的例子:客户要求在界面上增加一个字段,你的项目要修改几个地方呢?如果你只要修改项目文档,那么你的开发构架就是最低强度的耦合,而这种设计 成熟的开发团队都已经做到了,他们使用开发工具通过项目模型驱动数据库和各层次的代码,而不是直接修改那些代码;

    内聚指的是模块内部的功能,最强的就是功能不能拆分,也就是原子化。


    在简单的说:


     高内聚、低耦合讲的是程序单位协作的问题,  你可以这样理解,一个企业的管理,  最理想的情况就是各个部门各司其职,井然有序,互不干涉,  但是需要沟通交流的时候呢,  各个部门都可以找到接口人专门负责部门沟通以及对外沟通。 在软件里呢, 就是说各个模块要智能明确, 一个功能尽量由一个模块实现,  同样,一个模块最好只实行一个功能。这个是所谓的“内聚”;  模块与模块之间、系统与系统之间的交互,是不可避免的, 但是我们要尽量减少由于交互引起的单个模块无法独立使用或者无法移植的情况发生,  尽可能多的单独提供接口用于对外操作, 这个就是所谓的“低耦合”。 但是实际的设计开发过程中,总会发生这样那样的问题与情况, 真正做到高内聚、低耦合是很难的,很多时候未必一定要这样, 更多的时候“最适合”的才是最好的, 不过,理解思想,审时度势地使用, 融会贯通,灵活运用,才是设计的王道。
    ————————————————
    原文链接:https://blog.csdn.net/fangkang7/article/details/82684819

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  • 高内聚与低耦合

    千次阅读 2018-08-20 14:53:56
    1、高内聚&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 首先我们来看看内聚的含义:软件含义上的内聚其实是从化学中的分子的内聚演变过来的,化学中的分子间的作用力,作用力强...





         1、高内聚

            首先我们来看看内聚的含义:软件含义上的内聚其实是从化学中的分子的内聚演变过来的,化学中的分子间的作用力,作用力强则表现为内聚程度高。在软件中内聚程度的高低,标识着软件设计的好坏。

            我们在进行架构设计时的内聚高低是指,设计某个模块或者关注点时,模块或关注点内部的一系列相关功能的相关程度的高低。

            例如:下单模块:

            image 

    一般情况下,下单模块都会有如下的信息,订单的信息,产品的信息及谁下的单(买家信息)。这是基本的,那么我们设计的时候就要把相关的功能内聚到一起。当然这是从大功能(下单管理)上来说,当然这些模块还可以再细化分成产品、订单、会员等子模块。

            例如我们在设计数据库操作辅助类提供的方法有:

            image 

    通过这样的方式,那么这个组件只负责数据库操作。这样带来的好处也是显而易见的。高内聚提供了更好的可维护性和可复用性。而低内聚的模块则表名模块直接的依赖程度高,那么一旦修改了该模块依赖的对象则无法使用该模块,必须也进行相应的修改才可以继续使用。

            低内聚的模块设计的坏处有:首先模块的功能不单一,模块的职责不明确,比较松散,更有甚者是完成不相关的功能。这样的设计往往是不可取的。可以通过重构来完善。

            下面我们来说下高内聚的简单解释:什么样的模块算是高内聚,并且能够在系统中很好的使用。

            image

            那么我们在设计的过程中如何去完成高内聚呢?

            image

            以上基本上讲述了高内聚的好处,并且阐述了如何实现高内聚的步骤和原则。下面我们来说说可能高内聚带来的坏处。

            高内聚有时候也不是说所有的情况都采用这样的原则,当然高内聚还是要适度的,下面来举例说明:例如内聚性要求强的话就像Windows32中系统提供的API,里面的函数太多了,都放在一个Dll中,那么每个函数完成一个功能。这样强大的功能,会比较复杂,所以并不是完全的高内聚越高越好,还是要看实际的需要。当然维护起来也不是特别的方便。

          2、低耦合

             首先我们来看看低耦合的定义:低耦合是用来度量模块与模块直接的依赖关系。耦合当然也可以这样简单的理解,我想懂电脑的应该都知道,CPU与主板之间的关系,CPU如果是特殊的CPU必须使用特殊的主板来支持,那么如果说这个CPU不唯一依赖唯一主板,那么就认为这个CPU与主板的关系是低耦合的关系。

             下面我们来举例说明低耦合的设计与高耦合的设计:

              image 

    这是一个简单的低耦合的设计,电器与插座之间是低耦合的关系,就算我替换了不同的插座,电器依然可以正常的工作。因此简单的描述如下,就是A模块与B模块存在依赖关系,那么当B发生改变时,A模块仍然可以正常工作,那么就认为A与B是低耦合的。

             image

             1、笔记本接音响可以正常的使用。

                     2、笔记本接专配耳机正常的使用。       

             对应一般的音响来说,笔记本是通用的,音响和笔记本直接的关系是低耦合的,但是笔记本和耳机却是高耦合的,只有专配的耳机才能和笔记本互联使用,而不

    是通用的,所以说笔记本和专配耳机存在着较强的依赖关系。当然最简单的方式就是笔记本提供统一的耳机接口,可以满足一般性的需求。

             下面我们将来分析如何构建低耦合的设计。

             image

            总结

              上面我们已经讲解了低耦合和高内聚的二个原则,通过这2个原则我们知道,满足这2个原则是衡量一个架构设计好坏的一个参考标准。下面我们将来讲解通过功能分离的方式来满足上面的2个原则。


           1、如何按功能进行模块化的分离。

           我们在将一个系统进行功能划分时,首先我们先把功能职责划分成独立的单元。

           例如现在有个B2C系统,那么我们按照B2C的需求,如下分析:

           image 

    我们这里简单的分析下B2C应该具有的功能模块,当然这些模块的划分中,有些模块还可以继续的分离,当然我这里只是实例分析出来。

          2、对分离出来的模块化进行抽象,例如我们以支付为例。

              image 

    这里通过支付接口向外提供服务。那么外界模块不关心支付系统模块的变化,只需要调用接口即可,如果具体的支付方式,比如支付宝的方式发生改变,在调用支付服务的模块中也不需要做任何的修改就可以正常的提供服务。显然这样的方式是不错的实现方式。


           通常情况下我们在系统分离式只是以接口的方式提供服务,供其他的模块进行使用。在模块内部有大量的信息是不要向外部暴露的,所以模块在设计时访问域的定义就要划分好,防止因为访问域的定义而对模块的信息造成破坏。

           下面我们来看下功能分离在不同的设计理念下都是什么样的表现:

           image

           上面只是实体性的分析了功能分离的好处及应用的广度,当然我们在后续会结合实例来讲解如何来实现这样的软件设计模式。当然这只是软件的架构设计,那么如

    果细化到具体的实现呢?我们如何去设计每个功能点呢?这就是下章我们要讲解的内容了,那么本文先列出二种常见的方式。

            image

            下篇我们将针对设计原则中的实现方式,进行详细的剖析与具体实现进行举例讲解,希望大家多提意见。



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