面试题答案
一键面试单一职责原则(SRP)
- 服务间通信:每个微服务应该只有一个主要的职责。例如,用户服务专注于处理用户相关的操作,如注册、登录、用户信息管理等,不应该掺杂订单处理等其他职责。这样在服务间通信时,职责明确,不会出现因为一个服务承担过多职责导致通信逻辑混乱的情况。例如,订单服务调用用户服务获取用户信息,由于用户服务职责单一,其接口清晰,订单服务无需关心用户服务内部其他无关功能。
- 模块划分:在每个微服务内部,将不同功能模块按照单一职责进行划分。比如在商品微服务中,商品库存管理模块只负责管理商品库存的增减、查询等操作,商品详情展示模块只负责提供商品详细信息展示所需的数据处理逻辑。这样每个模块功能明确,便于维护和修改。
- 代码复用:单一职责的模块更容易被复用。例如,上述商品库存管理模块可以被订单微服务在处理订单扣减库存时复用,因为它职责单一,不依赖其他无关的业务逻辑,只专注于库存相关操作。
开闭原则(OCP)
- 服务间通信:当需要对服务间通信逻辑进行扩展时,例如增加新的通信协议(如从HTTP改为gRPC),不应该修改现有的服务通信代码主体。可以通过抽象通信层接口,然后实现不同协议的通信类。例如,定义一个
ServiceCommunication
接口,有sendMessage
方法,然后分别实现HttpCommunication
和GrpcCommunication
类实现该接口。这样在需要切换协议时,只需替换实现类,而不影响调用通信功能的业务代码。 - 模块划分:在模块内部,如果需要增加新的功能特性,应该通过扩展模块来实现,而不是修改现有模块代码。比如商品微服务中,若要增加新的商品促销策略,不修改现有的商品价格计算模块代码,而是创建新的促销策略类实现相关接口,并在价格计算逻辑中通过策略模式进行调用,从而实现功能扩展。
- 代码复用:复用代码时,开闭原则确保复用的代码可以在不修改的情况下适应新的需求。例如复用的日志记录模块,若项目后期需要增加新的日志记录格式(如JSON格式),可以通过扩展日志记录类实现新的格式记录,而不影响原有的日志记录功能和复用该模块的其他代码。
里氏替换原则(LSP)
- 服务间通信:如果一个微服务依赖另一个微服务的接口,那么该接口的任何实现都应该能够在不破坏依赖服务功能的前提下进行替换。例如,订单服务依赖用户服务获取用户地址信息,用户服务有一个接口
getUserAddress
。如果有一天需要替换用户服务的实现(比如从旧的数据库存储方式切换到新的云存储方式),新的实现仍然要保证getUserAddress
接口的行为与旧实现兼容,订单服务无需修改代码即可正常工作。 - 模块划分:在模块内部,子类对象应该能够完全替换父类对象在模块中的使用。例如,在商品微服务中,有一个抽象的商品类
Product
,有计算价格的方法calculatePrice
。具体的商品子类如BookProduct
和ElectronicsProduct
继承Product
并重写calculatePrice
方法。在商品管理模块中,使用Product
类型来操作商品,那么BookProduct
和ElectronicsProduct
的实例都可以替换Product
实例,而不会影响模块功能。 - 代码复用:复用的代码中遵循里氏替换原则,使得代码的扩展性更好。例如复用的缓存模块,有一个抽象的缓存操作类
CacheOperation
,具体的实现类如RedisCache
和MemCache
继承它。其他模块复用缓存操作功能时,使用CacheOperation
类型,这样可以方便地替换不同的缓存实现,而不影响复用代码的功能。
接口隔离原则(ISP)
- 服务间通信:微服务对外暴露的接口应该是细粒度的,避免一个接口包含过多的功能。例如,用户服务不应该提供一个大而全的接口,包含用户所有信息获取、修改、删除等操作。而是应该拆分为多个细粒度接口,如
UserInfoQueryService
接口负责用户信息查询,UserInfoModifyService
接口负责用户信息修改。这样依赖用户服务的其他服务可以只依赖自己需要的接口,减少不必要的依赖。 - 模块划分:在模块内部,类的接口也应该进行合理拆分。比如在订单微服务中,订单处理模块,有一个订单操作类
OrderOperation
,不应该把订单创建、订单支付、订单查询等所有操作都放在一个接口中。可以拆分为OrderCreation
接口负责订单创建,OrderPayment
接口负责订单支付等,不同的类实现不同的接口,使得模块内部依赖关系更清晰。 - 代码复用:对于复用的组件,接口隔离原则使得复用者只依赖需要的接口。例如复用的文件上传组件,提供
FileUploader
接口,若有不同的复用场景,可将其拆分为SmallFileUploader
和LargeFileUploader
接口,分别针对小文件和大文件上传场景,复用者只需依赖相应的接口,提高代码复用的灵活性。
依赖倒置原则(DIP)
- 服务间通信:微服务之间应该依赖抽象而不是具体实现。例如,订单服务和库存服务通信,订单服务不应该直接依赖库存服务的具体实现类,而是依赖一个抽象接口
InventoryServiceInterface
。库存服务实现该接口。这样如果库存服务的实现方式发生变化(如更换库存管理系统),订单服务无需修改代码,只需要新的库存服务实现类实现InventoryServiceInterface
接口即可。 - 模块划分:在模块内部,高层模块不应该依赖底层模块的具体实现,而是依赖抽象。例如在电商系统的订单处理模块(高层模块)中,订单支付逻辑依赖支付服务模块(底层模块)。订单处理模块不应该依赖具体的支付方式实现类(如
AlipayServiceImpl
),而是依赖抽象的PaymentService
接口,不同的支付方式实现类(如支付宝、微信支付等)实现该接口,这样便于模块的扩展和维护。 - 代码复用:复用代码时遵循依赖倒置原则,提高复用代码的可维护性和可扩展性。例如复用的消息队列组件,使用方不直接依赖具体的消息队列实现(如Kafka的具体客户端实现),而是依赖抽象的
MessageQueue
接口,不同的消息队列实现类实现该接口,这样在需要更换消息队列系统时,使用方代码无需大量修改。
在高并发、数据一致性等复杂场景下SOLID原则的关键作用
- 高并发场景:
- 单一职责原则:每个微服务职责单一,在高并发情况下更容易对单个服务进行性能优化。例如,用户服务只专注用户相关操作,在高并发时可以针对用户登录、注册等功能分别进行优化,如采用缓存、异步处理等技术,而不会因为服务职责混杂导致优化困难。
- 开闭原则:当高并发场景下需要增加新的性能优化策略(如增加新的限流算法)时,可以通过扩展现有代码来实现,而不影响原有的业务逻辑。例如,在网关微服务中,通过扩展限流策略类,实现新的限流算法,而不修改原有处理请求的核心代码。
- 里氏替换原则:在高并发场景下,如果需要替换某个微服务的实现(如为了提高性能从单机部署改为集群部署),新的实现遵循里氏替换原则,不会影响依赖它的其他微服务,保证整个系统在高并发下的稳定性。
- 接口隔离原则:细粒度的接口使得在高并发时,微服务之间的依赖更清晰,不会因为不必要的接口调用增加系统负担。例如,订单服务在高并发下只调用用户服务的必要接口获取用户信息,避免调用无关接口导致性能损耗。
- 依赖倒置原则:依赖抽象接口使得在高并发场景下可以灵活替换底层实现。例如,在高并发的缓存操作中,可以方便地从本地缓存切换到分布式缓存,只需要实现相同的抽象缓存接口,而不影响依赖缓存功能的业务代码,提高系统在高并发下的缓存处理能力。
- 数据一致性场景:
- 单一职责原则:每个微服务职责明确,在处理数据一致性时更容易定位问题。例如,订单服务负责订单数据处理,库存服务负责库存数据处理,当出现数据不一致问题时,可以快速定位到是订单服务在扣减库存时出现问题还是库存服务自身更新库存出现问题。
- 开闭原则:当需要增加新的数据一致性保障机制(如引入分布式事务框架)时,可以通过扩展现有代码实现,而不破坏原有的业务逻辑。例如,在涉及订单创建和库存扣减的跨服务操作中,通过扩展事务管理类,引入新的分布式事务解决方案,而不修改原有的订单创建和库存扣减核心代码。
- 里氏替换原则:如果为了保障数据一致性需要替换某个微服务的数据存储方式(如从关系型数据库改为分布式数据库),新的实现遵循里氏替换原则,不会影响依赖它的其他微服务,确保数据一致性操作的正常进行。
- 接口隔离原则:细粒度接口使得在处理数据一致性时,微服务之间只进行必要的数据交互,减少因不必要的接口调用导致的数据不一致风险。例如,商品微服务和订单微服务之间,订单微服务只调用商品微服务获取商品价格等必要信息接口,避免调用无关接口导致数据不一致。
- 依赖倒置原则:依赖抽象接口使得在数据一致性处理中可以灵活替换底层的数据访问实现。例如,在实现数据一致性的事务处理中,可以方便地从本地事务管理切换到分布式事务管理,只需要实现相同的抽象事务管理接口,而不影响依赖事务处理功能的业务代码,提高数据一致性保障能力。