第 11 章 系統
要將注意力放到代碼組織的更高層面，才能獲得整潔的代碼。java
11.1 如何建造一個城市
城市在沒有一我的管理時，也能正常運轉，是由於它能演化出恰當的抽象等級和模塊。
本章將討論如何在較高的抽象層級—系統層級—上保持整潔。web
11.2 將系統的構造與使用分開
首先，構造與使用是很是不同的過程。
軟件系統應將啓始過程和啓始過程以後的運行時邏輯分離開，在啓始過程當中構建應用對象，也會存在相互纏結的依賴關係。
每一個應用程序都該留意啓始過程。將關注的方面分離開，是軟件技藝中最古老也最重要的設計技巧。
延遲化初始化/賦值（獲取對象時，若是對象爲空則建立對象，反之則直接返回對象）的好處是在真正用到對象以前，無需操心這種架空構造，啓始時間也會更短，並且還能保證永遠不會返回 null 值。壞處是獲得了對象及其構造器所需一切的硬編碼，不分解這些依賴關係就沒法編譯，即使在運行時永不使用這種類型的對象；在測試中，因爲構造邏輯與運行過程相混雜，就必須測試全部的執行路徑，在全局中也沒法確保初始化的值是正確的。有了這些權責，說明方法作了不止一件事，這樣就略微違反了單一權責原則。
僅出現一次的延遲初始化不算是嚴重問題。不過，在應用程序中每每有許多種相似的狀況出現。因而，全局設置策略（若是有的話）在應用程序中四散分佈，缺少模塊組織性，一般也會有許多重複代碼。
若是咱們勤於打造有着良好格式而且強固的系統，就不應讓這類就手小技巧破壞模塊組織性。對象構造的啓始和設置過程也不例外。應當將這個過程從正常的運行時邏輯中分離出來，確保擁有解決主要依賴問題的全局性一向策略。編程
11.2.1 分解 main
將構造與使用分開的方法之一始將所有構造過程搬遷到 main 或被稱之爲 main 的模塊中，設計系統的其餘部分時，假設全部對象都已正確構造和設置。
控制流程很容易理解。 main 函數建立系統所需的對象，再傳遞給應用程序，應用程序只管使用。注意看橫貫 main 與應用程序之間隔離的依賴箭頭的方向。它們都從 main 函數向外走。這表示應用程序對 main 或者構造過程一無所知。它只是簡單地期望一切已齊備。
設計模式
11.2.2 工廠
有時應用程序也要負責什麼時候建立對象。
可使用抽象工廠模式讓應用自行控制什麼時候建立對象，但構造的細節卻隔離於應用程序代碼以外。
緩存
11.2.3 依賴注入
有一種強大的機制能夠實現分離構造與使用，那就是依賴注入（Dependency Injection DI），控制反轉（Inversion of Control,IoC）在依賴管理中的一種應用手段。控制反轉將第二權責從對象中拿出來，轉移到另外一個專一於此的對象中，從而遵循了單一權責原則。在依賴管理情景中，對象不該負責實體化對自身的依賴。反之，它應當將這份權責移交給其餘「有權利」的機制，從而實現控制的反轉。由於初始設置是一種全局問題，這種受權機制一般要麼是 main 例程，要麼是有特定目的的容器。
調用對象並不控制真正返回對象的類別（固然前提是它實現了恰當的接口），但調用對象仍然主動分解了依賴。
真正的依賴注入還要更進一步。類並不直接分解其依賴，而是徹底被動的。它提供可用於注入依賴的賦值器方法或構造器參數（或兩者皆有）。在構造過程當中， DI 容器（構造器容器）實體化須要的對象（一般按需建立），並使用構造器參數或賦值器方法將依賴鏈接到一塊兒。至於哪一個依賴對象真正獲得使用，是經過配置文件或在一個有特殊目的的構造模塊中編程決定。
但延後初始化的好處是什麼呢？首先，多數 DI 容器在須要對象以前並不構造對象。其次，許多這類容器提供調用工廠或構造代理的機制，而這種機制可爲延遲賦值或相似的優化處理所用。安全
11.3 擴容
與物理系統相比軟件系統比較獨特。它們的架構均可以遞增式地增加，只要咱們持續將關注面恰當地切分。
沒有恰當的切分關注面，業務邏輯與容器緊密耦合，隔離單元測試很困難，也會致使冗餘類型的出現。
橫貫式關注面
持久化之類關注面傾向於橫貫某個領域的自然對象邊界。會想用一樣的策略來持久化全部對象（例如，命名約定採用一致的語義）。
原則上，能夠從模塊、封裝的角度推理持久化策略。但在實踐上，卻不得不將實現了持久化策略的代碼鋪展到許多對象中。用術語「橫貫式關注面」來形容這類狀況。一樣，持久化框架和領域邏輯，孤立地看也能夠是模塊化的。問題在於橫貫這些領域的情形。
實際上，EJB(Enterprise Java Bean,JavaEE 中面向服務的體系架構的解決方案)架構處理持久化、安全和事務的方法要早於面向方面編程（aspect-oriented propramming,AOP）,而 AOP 是一種恢復橫貫式關注面模塊化的普適手段。
在 AOP 中，被稱爲方面（aspect）的模塊構造指明瞭系統中哪些點的行爲會以某種一致的方式被修改，從而支持某種特定的場景。這種說明是用某種簡潔的聲明或編程機制來實現的。
以持久化爲例，能夠聲明哪些對象和屬性（或其模式）應當被持久化，而後將持久化任務委託給持久化框架。行爲的修改由 AOP 框架以無損方式在目標代碼中進行。架構
11.4 Java 代理
Java 代理適用於簡單的狀況，例如在單獨的對象或類中包裝方法調用。然而，JDK 提供的動態代理僅能與接口協同工做。對於代理類，你得使用字節碼操做庫，好比 CGLIB、ASM 或 Javassist。
代碼量和複雜度是代理的兩大弱點，建立整潔代碼變得很難！另外，代理也沒有提供在系統範圍內指定執行點的機制，而那正是真正的 AOP （面向方面編程）解決方案所必須的。 框架
11.5 純 Java AOP 框架
幸運的是，編程工具能自動處理大多數代理模版代碼。在數個 Java 框架中，代理都是內嵌的，如 Spring AOP 和 JBoss AOP 等，從而可以從純 Java 代碼實現面向方面編程。在 Spring 中，你將業務邏輯編碼成舊式 Java AOP 對象。POJO （Plain Ordinary Java Object，簡單的 Java 對象，實際就是普通 JavaBean。）自掃門前雪，並不依賴於企業框架（或其餘域）。所以，它在概念上更簡單、更易於測試驅動。相對簡單性也較易於保證正確地實現相應的用戶故事，併爲將來的用戶故事維護和改進代碼。
使用描述性配置文件或 API ，你把須要的應用程序構架組合起來，包括持久化、事務、安全、緩存、恢復等橫貫性問題。在許多狀況下，你實際上只是指定 Sprint 或 Jboss 類庫，框架以對用戶透明的方式處理使用 Java 代理或字節代碼庫的機制。這些聲明驅動了依賴注入（DI）容器，DI 容器再實體化主要對象，並按需將對象鏈接起來。模塊化
11.6 AspectJ 的方面
經過方面來實現關注面切分的功能最全的工具是 AspectJ 語言，一種提供 「一流的」 將方面做爲模塊構造處理支持的 Java 擴展。在 80% ～ 90% 用到方面特性的狀況下，Spring AOP 和 JBoss AOP 提供的純 Java 實現手段足夠使用。然而，AspectJ 的弱勢在於，須要採用幾種新工具，學習新語言構造和使用方式。函數
11.7 測試驅動系統架構
先作大設計能夠理解爲一開始就設計好一切實現的方式，先作大設計（Big Design Up Front，BDUF）在必定程序上會阻礙改進，由於心理上會抵制丟棄既成之事，也由於架構上的方案選擇影響到後續的設計思路。
固然，這不是說要毫無準備地進入一個項目。對於總的覆蓋範圍、目標、項目進度和最終系統的整體架構，咱們會有所預期。不過，咱們必須有能力隨機應變。
最佳的系統架構由模塊化的關注面領域組成，，每一個關注面均用純 Java (或其餘語言)對象實現。不一樣的領域之間用最不具備侵害性的方面或類方面工具整合起來，這種架構能測試驅動，就像代碼同樣。
11.8 優化決策
模塊化和關注面切分紅就了分散化管理和決策。
延遲決策至最後一刻也是好手段。它讓那個咱們可以基於最有可能的信息作出選擇。提早決策是一種預備只是不足的決策。若是決策太早，就會絕少太多客戶反饋、關於項目的思考和實施經驗。
擁有模塊化關注面的 POJO 系統提供的敏捷能力，容許咱們基於最新的知識作出優化的、時機恰好的決策。決策的複雜性也下降了。
11.9 明智使用添加了可論證價值的標準
有了標準，就更易複用想法和組件、僱用擁有相關經驗的人才、封裝好點子，以及將組件鏈接起來。不過，創立標準的過程有時卻漫長到行業等不及的程度，有些標準沒能與它要服務的採用者的真實需求相結合。
11.10 系統須要領域特定語言
DSL(領域特定語言)是一種單獨的小型腳本語言或以標準語言寫就的 API ，領域專家能夠用它編寫讀起來像是組織嚴謹的散文通常的代碼。
優秀的 DSL 填平了領域概念和實現領域概念的代碼之間的「壕溝」，若是你用與領域專家使用同一種語言來實現領域邏輯，就會下降不正確地將領域翻譯爲實現的風險。
DSL 在有效使用時能提高代碼慣用法和設計模式之上的抽象層次。它容許開發者在恰當的抽象層級上直指代碼的初衷。
領域特定語言容許全部抽象層級和應用程序中的全部領域，從高級策略到底層細節，使用 POJO 來表達。
11.11 總結
系統也應該時整潔的。侵害性架構會湮滅領域邏輯，衝擊敏捷能力。當領域邏輯受到困擾，質量也就堪憂，由於缺陷更易隱藏，用戶故事更難實現。當敏捷能力受到損害時，生產力也會下降，TDD(Test-Driven Development 測試驅動開發，是敏捷開發中的一項核心實踐和技術，也是一種設計方法倫)的好處遺失殆盡。 在全部的抽象層級上，意圖都應該清晰可辨。只有在編寫 POJO 並使用類方面的機制來無損地組合其餘關注面時，這種事情纔會發生。 不管是設計系統或單獨的模塊，別忘了使用大概可工做的最簡單方案。
