面向对象六大原则----开闭原则

Java 中面向对象编程六大原则：

单一职责原则 英文名称是Single Responsibility Principle，简称SRP

开闭原则 英文全称是Open Close Principle，简称OCP

里氏替换原则 英文全称是Liskov Substitution Principle，简称LSP

依赖倒置原则 英文全称是Dependence Inversion Principle，简称DIP

接口隔离原则 英文全称是InterfaceSegregation Principles，简称ISP

迪米特原则 英文全称为Law of Demeter，简称LOD，也称为最少知识原则（Least Knowledge Principle）

让程序更稳定、更灵活——开闭原则

开闭原则的英文全称是Open Close Principle，简称OCP，它是Java世界里最基础的设计原则，它指导我们如何建立一个稳定的、灵活的系统。开闭原则的定义是：软件中的对象（类、模块、函数等）应该对于扩展是开放的，但是，对于修改是封闭的。软件开发过程中，最不会变化的就是变化本身。产品需要不断地升级、维护，没有一个产品从第一版本开发完就再没有变化了，如果因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时，这就可能会将错误引入原本已经经过测试的旧代码中，破坏原有系统。因此，当软件需要变化时，我们应该尽量通过扩展的方式来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现。那么如何确保原有软件模块的正确性，以及尽量少地影响原有模块，答案就是尽量遵守本章要讲述的开闭原则

继续上一章对ImageLoader进行分析，我们在第一轮重构之后的ImageLoader使用了单一原则，让代码职责单一、结构清晰，但是我们在使用中发现我们只实现了内存缓存图片，通过内存缓存解决了每次从网络加载图片的问题，但是，Android应用的内存很有限，且具有易失性，即当app重新启动之后，原来已经加载过的图片将会丢失，这样重启之后就又需要重新下载。这又会导致加载缓慢、耗费用户流量的问题。所以我们应该引入SD卡缓存，这样下载过的图片就会缓存到本地，即使重启应用也不需要重新下载了。

根据上一章的单一原则，我们写一个DiskCache.java类，将图片缓存到SD卡中：

public class DiskCache {
private String mCacheDirName = "imageCache";
private String mCacheDirPath;
private File mCachDir = null;

public DiskCache(Context context){
initDiskCacheDir(context);
}

//初始化SD卡缓存的目录位置
public void initDiskCacheDir(Context context) {
String cachePath;
if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState())
|| !Environment.isExternalStorageRemovable()) {
//获取外部存储卡的位置，/sdcard/Android/data/xxxx(应用包名)/cache
cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath();
} else {
//如果无法获取外部存储卡的位置，则使用应用自己的私用空间，/data/data/xxxx(应用包名)/cache
cachePath = context.getCacheDir().getPath();
}
mCacheDirPath = cachePath+File.separator+mCacheDirName;
mCachDir = new File(mCacheDirPath);
if(!mCachDir.exists()){
mCachDir.mkdirs();
}
}
//将下载的图片流缓存到sd卡里
public void put(String key, InputStream inputStream){
if(!mCachDir.exists()){
return;
}
//对传入的key值进行MD5处理
String savedFilePath = mCacheDirPath+File.separator+hashKeyForDisk(key);
try {
FileOutputStream f = new FileOutputStream(new File(savedFilePath));
BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(inputStream);
BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(f);
int n;
byte[] buf = new byte[4096];
while ((n = in.read(buf)) != -1) {
out.write(buf,0,n);
}
in.close();
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//根据传入的key值返回缓存的文件流
public InputStream get(String key){
if(!mCachDir.exists()){
return null;
}
String savedFilePath = mCacheDirPath+File.separator+hashKeyForDisk(key);
File bitmapFile = new File(savedFilePath);
if(bitmapFile.exists()){
try {
InputStream in = new FileInputStream(bitmapFile);
return in;
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
return null;
}

/**
* 将Key用MD5码编码
* @param key
* @return 返回MD5码后的编码
*/
public String hashKeyForDisk(String key) {
String cacheKey;
try {
final MessageDigest mDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
mDigest.update(key.getBytes());
cacheKey = bytesToHexString(mDigest.digest());
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
cacheKey = String.valueOf(key.hashCode());
}
return cacheKey;
}

private String bytesToHexString(byte[] bytes) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
String hex = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
if (hex.length() == 1) {
sb.append('0');
}
sb.append(hex);
}
return sb.toString();
}
}

然后我们修改ImageLoader类加入我们的DiskCache:

public void setDiskCahe(Context context){
mDiskCache = new DiskCache(context);
}

再修改下载和显示逻辑，加入判断SD卡缓存里有没有缓存过要显示的图片，有缓存则直接取缓存显示，避免再下载

public  void displayImage(final String url, final ImageView imageView) {
imageView.setTag(url);
//先从cache中取图片
if(mMemImageCache.get(url)!=null){
imageView.setImageBitmap(mMemImageCache.get(url));
return;
}
if(mDiskCache != null){
InputStream in = mDiskCache.get(url);
if(in != null){
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(in);
imageView.setImageBitmap(bitmap);
return;
}
}
mExecutorService.submit(new Runnable() {
@Override
public  void run() {
Bitmap bitmap = downloadImage(url);
if (bitmap == null) {
return;
}
if (imageView.getTag().equals(url)) {
Message msg = mHandler.obtainMessage();
imageView.setTag(bitmap);
msg.obj = imageView;
mHandler.sendMessage(msg);
}
mMemImageCache.put(url, bitmap);
}
});
}

public  Bitmap downloadImage(String imageUrl) {
Bitmap bitmap = null;
try {
URL url = new URL(imageUrl);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)url.openConnection();
conn.setDoInput(true); //允许输入流，即允许下载
conn.setUseCaches(false); //不使用缓冲
conn.setRequestMethod("GET"); //使用get请求
InputStream is = conn.getInputStream();   //获取输入流，此时才真正建立链接
if(mDiskCache!=null){  //缓存到硬盘上
mDiskCache.put(imageUrl,is);
}
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(mDiskCache.get(imageUrl));
conn.disconnect();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return bitmap;
}

通过上面的修改，现在我们只需在使用ImageLoader时，调用一下setDiskCahe(Context context)方法就能使用SD卡缓存图片，这是不是很方便，但是我们在添加一个DiskCache缓存时修改了许多ImageLoader代码，如果我们需要更多缓存方式或更多缓存策略，比如只使用内存缓存，或内存缓存和SD卡缓存同时使用等等需求，每次加新的缓存方法时都要修改原来的代码，这样很可能会引入Bug，而且会使原来的代码逻辑变得越来越复杂，按照上面这样的方法实现，用户也不能自定义缓存实现。

软件中的对象（类、模块、函数等）应该对于扩展是开放的，但是对于修改是封闭的，这就是开放-关闭原则。也就是说，当软件需要变化时，我们应该尽量通过扩展的方式来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现。如何实现ImageLoader类需要的cache能扩展呢？我们可以定义一个ImageCache接口：

public interface ImageCache {
void put(String key, Bitmap bitmap);
Bitmap get(String key);
}

然后所有的具体Cache类实现这个接口，而我们的ImageLoader类只需操作这个ImageCache类就可以了.这就实现了用抽象类或接口来实现原功能的扩展。下面看一下UML图：



如上图，所有具体的Cache类实现了ImageCahe这个接口，而ImageLoader类只依赖于ImageCache类，这样就达到了可以不修改原有代码，而可以无限通过实现ImageCache这个接口来扩展ImageLoader类的缓存图片功能了。

于是ImageLoader类里增加设置ImageCache：

public void setImageCache(ImageCache cache){
mImageCache = cache;
}

通过setImageCache（ImageCache cache）方法注入不同的缓存实现，这样不仅能够使ImageLoader更简单、健壮，也使得ImageLoader的可扩展性、灵活性更高。MemoryCache、DiskCache、DoubleCache缓存图片的具体实现完全不一样，但是，它们的一个特点是都实现了ImageCache接口。当用户需要自定义实现缓存策略时，只需要新建一个实现ImageCache接口的类，然后构造该类的对象，并且通setImageCache（ImageCache cache）注入到ImageLoader中，这样ImageLoader就实现了变化万千的缓存策略，而扩展这些缓存策略并不会导致ImageLoader类的修改。这就是开闭原则！

开闭原则指导我们，当软件需要变化时，应该尽量通过扩展的方式来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现。这里的“应该尽量”4个字说明OCP原则并不是说绝对不可以修改原始类的，当我们嗅到原来的代码“腐化气味”时，应该尽早地重构，以使得代码恢复到正常的“进化”轨道，而不是通过继承等方式添加新的实现，这会导致类型的膨胀以及历史遗留代码的冗余。当然我们在开发过程中也没有那么理想化的状况，完全地不用修改原来的代码，因此，在开发过程中需要自己结合具体情况进行考量，是通过修改旧代码还是通过继承使得软件系统更稳定、更灵活，在保证去除“代码腐化”的同时，也保证原有模块的正确性。

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