设计模式-单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）

单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）

核心思想：一个类（或模块、方法）应仅有一个引起其变化的原因。
目标：通过职责分离，提高代码的内聚性，降低耦合度，增强可维护性和可扩展性。

原理详解

1. 职责定义：
   • 职责指类承担的“功能”或“任务”。
   • 每个职责对应一个变化的潜在原因。
2. 核心规则：
   • 如果一个类承担多个职责，修改其中一个职责可能影响其他功能。
   • 职责分离后，修改一个类不会波及其他模块。
3. 判断标准：
   • 当需要描述一个类的功能时，若需使用“和”或“或”（如“用户管理和日志记录”），则可能违反 SRP。

应用案例

案例1：用户管理系统

错误设计（违反SRP）

class UserService {
    // 职责1：用户管理
    public void createUser(String username) { /* 创建用户 */ }
    public void deleteUser(String username) { /* 删除用户 */ }
    
    // 职责2：数据库操作
    public void saveToDatabase(User user) { /* 数据库存储逻辑 */ }
    
    // 职责3：日志记录
    public void logActivity(String message) { /* 日志记录逻辑 */ }
}

问题：

• 修改日志逻辑（如切换日志库）需修改 UserService，影响用户管理功能。
• 数据库操作与业务逻辑耦合，难以复用。

正确设计（遵循SRP）

// 职责1：用户管理
class UserManager {
    public void createUser(String username) { /* 创建用户 */ }
    public void deleteUser(String username) { /* 删除用户 */ }
}

// 职责2：数据库操作
class UserRepository {
    public void save(User user) { /* 数据库存储逻辑 */ }
}

// 职责3：日志记录
class Logger {
    public void log(String message) { /* 日志记录逻辑 */ }
}

// 客户端代码
UserManager userManager = new UserManager();
UserRepository userRepo = new UserRepository();
Logger logger = new Logger();

userManager.createUser("Alice");
userRepo.save(new User("Alice"));
logger.log("用户 Alice 已创建");

优势：

• 职责分离后，修改日志逻辑仅需调整 Logger 类。
• 数据库操作可复用于其他模块（如订单管理）。

案例2：文件处理系统

错误设计（违反SRP）

class FileProcessor {
    // 职责1：读取文件
    public String readFile(String path) { /* 读取文件内容 */ }
    
    // 职责2：解析数据
    public Data parseData(String content) { /* 解析数据逻辑 */ }
    
    // 职责3：数据加密
    public String encryptData(Data data) { /* 加密逻辑 */ }
}

问题：

• 加密算法变更需修改 FileProcessor，影响文件读取和解析功能。
• 无法单独复用数据解析逻辑。

正确设计（遵循SRP）

// 职责1：文件读取
class FileReader {
    public String read(String path) { /* 读取文件内容 */ }
}

// 职责2：数据解析
class DataParser {
    public Data parse(String content) { /* 解析数据逻辑 */ }
}

// 职责3：数据加密
class DataEncryptor {
    public String encrypt(Data data) { /* 加密逻辑 */ }
}

// 客户端代码
FileReader reader = new FileReader();
DataParser parser = new DataParser();
DataEncryptor encryptor = new DataEncryptor();

String content = reader.read("data.txt");
Data data = parser.parse(content);
String encrypted = encryptor.encrypt(data);

优势：

• 各模块独立变化，如更换加密算法只需修改 DataEncryptor。
• 数据解析逻辑可复用于其他场景（如网络请求响应解析）。

SRP 实践指南

1. 职责识别：
   • 在类设计阶段，明确每个类的核心职责。
   • 通过代码审查检查是否存在“多功能”类。
2. 拆分策略：
   • 横向拆分：按功能类型分离（如用户管理、日志、数据库操作）。
   • 纵向拆分：按业务领域分离（如订单管理、库存管理）。
3. 粒度平衡：
   • 避免过度拆分导致类数量爆炸（如为每个方法单独建类）。
   • 通过 模块化 或 包结构 组织相关类。

违反 SRP 的典型场景

总结

单一职责原则通过 职责分离 推动代码向高内聚、低耦合的方向演进，其核心价值在于：

• 提升可维护性：修改局部代码不影响其他功能。
• 增强可复用性：独立职责的模块更易被其他系统复用。
• 简化测试：单一职责的类更容易编写单元测试。

关键提醒：

• SRP 不是要求每个类只能有一个方法，而是聚焦于“变化的唯一原因”。
• 在微服务架构中，SRP 可扩展至服务设计（如每个服务负责一个业务领域）。

通过合理应用 SRP，可以显著降低代码的复杂度，为后续扩展和维护奠定坚实基础。