我们常说软件开发要尽量具有良好的可扩展性，做到高内聚低耦合。那么究竟该如何实现呢？在面向对象软件设计领域有一系列大家所认可的设计原则，依据这些原则来设计软件，就可以让软件有很好的可扩展性，其中最重要的一条原则就是开闭原则，其他原则可以说都是以开闭原则为基础的。

开闭原则是软件设计原则的基础

开闭原则

开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)是最重要的面向对象设计原则，由Bertrand Meyer于1988年提出：

一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。

软件实体应尽量在不修改原有代码的情况下进行扩展。

其中软件实体可以是指一个软件模块、一个由多个类组成的结构或者是一个独立的类。

任何软件都面临一个问题，就是它们的需求会随着时间的推移而发生变化。当软件系统要面对新的需求时，应当尽量保证系统的整体框架是稳定的，不会有大的改变。

如果一个软件设计符合开闭原则，那么就比较容易对系统进行扩展，软件系统在具有适应性和灵活性的同时，也具备较好的稳定性和延续性。

为了满足开闭原则，需要对系统进行抽象化设计，抽象化是开闭原则的关键。在Java、C#、C++等OOP编程语言中，都提供了接口、抽象类等抽象化的语言机制，通过它们可以定义软件的抽象层，再通过具体的实现类来扩展。如果要修改系统的行为，无须对抽象层进行任何改动，只需要增加新的具体类来实现新的功能即可。

单一职责原则
单一职责原则（SRP：Single Responsibility Principle)是最简单的面向对象设计原则，它用于控制类的粒度大小。定义如下：

一个类只负责一个功能领域中的职责，或者可以这样说，就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。

在软件系统中，一个类承担的功能越多，被复用的可能性就越小，这些功能耦合在一起，当其中一个发生变化时，还可能会影响其他功能。因此要将功能分离，除非多个功能总是同时发生变化，才可将它们封装在同一个类中。

单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，它是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员具有较强的分析设计能力和实践经验。这个原则不仅是针对类的设计，在微服务架构中，同样适用于服务的功能划分。不要把不相关领域的功能都放在同一个服务中。

里氏替换原则

图灵奖得主Barbara Liskov教授

里氏代换原则（LSP: Liskov Substitution Principle)由2008年图灵奖得主Barbara Liskov教授和卡内基·梅隆大学Jeannette Wing教授于1994年提出。其定义如下：

所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。

里氏代换原则要求：在软件中将一个基类对象替换成它的子类对象，程序将不会产生任何错误和异常，但反过来则不成立。

由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

依赖倒转原则
依赖倒转原则(DIP: Dependency Inversion Principle)是OOP设计的主要实现机制之一，由Robert C. Martin在1996年提出。定义如下：

抽象不应该依赖于细节，细节应当依赖于抽象。换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程。

高层模块只针对接口编程，不依赖低层模块

在实现依赖倒转原则时，我们需要针对抽象层编程，将具体类的对象通过依赖注入(DI: Dependency Injection)的方式注入到其他对象中。

常用的注入方式有三种，分别是：构造注入，设值注入（Setter注入）和接口注入。构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象，设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象，而接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。这些方法在定义时使用的是抽象类型，在运行时再传入具体类型的对象，由子类对象来覆盖父类对象。

5 接口隔离原则
接口隔离原则(ISP：Interface Segregation Principle)与单一职责原则类似，只不过单一职责原则说的是类，接口隔离原则说的是接口。其定义如下：

使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

当一个接口太大时，我们需要将它分割成一些更细小的接口。每一个接口应该承担一种相对独立的角色，不该干的事不干，该干的事都要干。

6 迪米特原则

适配器模式就是LoD原则的一种体现

迪米特原则(LoD：Law of Demeter)来自于1987年美国东北大学(Northeastern University)一个名为“Demeter”的研究项目。迪米特法则又称为最少知识原则(LKP：Least Knowledge Principle)，其定义如下：

只和朋友交流，不和陌生人说话。也就是说，一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。

如果一个系统符合迪米特法则，那么当其中某一个模块发生修改时，就会尽量少地影响其他模块，扩展就会相对容易，这是对软件实体之间通信的宽度和深度的限制，通过限制交互可降低系统的耦合度，使类与类之间保持松散的耦合关系。

总结
掌握这些软件开发的设计原则，对我们开发高内聚、低耦合的系统是非常有帮助的。互联网系统的功能迭代非常频繁，如果在软件设计阶段就做好足够的扩展性设计，那么后面的功能修改都会变得更加容易，上线发布的周期也会大大缩短。千万不要为了赶进度，牺牲了扩展性设计，还是要尽量多花点时间在设计上。