面试题：Java抽象类与接口在复杂系统架构中的优化应用

架构设计思路

分层架构：
- 表现层（Presentation Layer）：负责与用户交互，接收用户请求并返回响应。通常使用接口定义对外暴露的服务，如 RESTful API 接口。这样可以方便不同客户端（Web、移动端等）调用，且易于替换实现，例如从基于 Servlet 的实现切换到 Spring WebFlux。
- 业务逻辑层（Business Logic Layer）：处理具体的业务逻辑。通过抽象类或接口将业务逻辑进行抽象，不同的业务模块实现这些抽象。例如，对于一个电商系统的订单模块，可定义 OrderService 接口，具体的订单创建、查询、修改等业务逻辑由实现类完成。使用抽象类可以提供一些通用的业务逻辑实现，子类继承并按需扩展。
- 数据访问层（Data Access Layer）：负责与数据库或其他数据源交互。通过接口定义数据访问方法，如 UserDao 接口定义对用户数据的增删改查操作，具体的实现类可以根据使用的数据库（如 MySQL、Oracle）不同而不同，实现数据访问层与业务逻辑层的解耦。
解耦模块依赖：
- 使用接口来定义模块之间的交互。例如，业务逻辑层的某个模块依赖另一个模块的服务，通过依赖接口而不是具体实现类，降低模块间的耦合度。假设模块 A 需要调用模块 B 的功能，模块 A 只依赖模块 B 定义的接口，这样模块 B 的内部实现变化不会影响到模块 A。
- 抽象类可以用于抽取一些通用的功能和状态，减少重复代码。例如，多个业务模块可能都需要进行日志记录、权限验证等通用操作，可以将这些操作封装在抽象类中，子类继承抽象类并复用这些功能。
提高可扩展性和可维护性：
- 可扩展性：通过接口和抽象类，新的功能模块可以很容易地添加进来。例如，当系统需要支持新的支付方式时，只需要实现支付相关的接口，然后在业务逻辑层进行相应的调用即可，而不需要修改大量已有的代码。
- 可维护性：清晰的分层和接口抽象使得代码结构更清晰，每个模块的职责明确。当某个模块出现问题时，开发人员可以快速定位到问题所在模块，而不会影响到其他模块。同时，修改某个模块的实现只需要关注该模块内部，只要接口不变，对其他模块无影响。

代码示例

数据访问层：
- 定义 UserDao 接口：

public interface UserDao {
    User findUserById(int id);
    void saveUser(User user);
}

- 具体实现类 `MysqlUserDao`：

public class MysqlUserDao implements UserDao {
    @Override
    public User findUserById(int id) {
        // 从 MySQL 数据库查询用户
        return null;
    }

    @Override
    public void saveUser(User user) {
        // 将用户保存到 MySQL 数据库
    }
}

业务逻辑层：
- 定义 UserService 接口：

public interface UserService {
    User getUserById(int id);
    void registerUser(User user);
}

- 抽象类 `AbstractUserService` 提供一些通用逻辑：

public abstract class AbstractUserService implements UserService {
    protected UserDao userDao;

    public AbstractUserService(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

    @Override
    public User getUserById(int id) {
        return userDao.findUserById(id);
    }
}

- 具体业务实现类 `DefaultUserService`：

public class DefaultUserService extends AbstractUserService {
    public DefaultUserService(UserDao userDao) {
        super(userDao);
    }

    @Override
    public void registerUser(User user) {
        // 业务逻辑，如验证用户信息，调用 userDao 保存用户
        userDao.saveUser(user);
    }
}

表现层（简化示例，假设使用 Spring Boot）：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class UserController {
    private final UserService userService;

    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @GetMapping("/user/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable int id) {
        return userService.getUserById(id);
    }
}

在上述示例中，通过接口和抽象类实现了分层架构，解耦了模块间的依赖，提高了系统的可扩展性和可维护性。数据访问层的实现可以根据需要替换，业务逻辑层通过抽象类复用通用逻辑，表现层通过依赖接口调用业务逻辑，整个系统结构清晰，易于维护和扩展。

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