来源：mikechen的互联网架构

在开发项目时，几乎都会再三强调开闭原则。

开闭原则是面向对象设计中“可复用设计”的基石，它可以在不破坏现有功能的情况下，去扩展原有代码。解决了软件开发中的两个问题：可扩展性、可维护性。

在设计模式的 6 大原则中，如果说开闭原则是精神领袖（抽象类），那么其它设计原则，则是它的具体形态（具体实现类）。

今天我们深入开闭原则，本文内容包括：

• 什么是开闭原则

• 开闭原则的 UML 类图

• 开闭原则的设计背景

• 开闭原则的应用示例

• 两大方法避免违反开闭原则

• 架构设计：预留扩展点思路

大家好，我是 mikechen。

开闭原则是良好架构设计的基石，非常重要。为方便大家系统学习，我已将本文归纳到《阿里架构师进阶专题合集》。需要的同学，拉到文末自取。

开闭原则，英文全称 Open/Closed Principle。

开闭原则是指一个软件实体（类、函数等），应该 对扩展开放、对修改封闭 。

1）对扩展开放（open for extension）

是指允许组件模块功能的扩展。

当需求发生变化时，可以通过对模块进行扩展，来实现新的需求。

2）对修改封闭（closed for modification）

是指对原有代码的修改封闭。

当组件模块功能进行扩展时，不应该修改原有代码。

业务需求是动态变化的。如果每次需求变化都要修改代码，就会增加代码的复杂性、错误概率和维护成本。

开闭原则通过实现一个热插拔的效果，在不破坏现有功能、不通过修改原有代码的情况下，采用扩展软件实体的行为来实现需求，让系统可维护、可扩展、可复用。

抽象化是开闭原则的关键。

为了满足开闭原则，需要对系统进行抽象化设计。

在 Java 中，我们可以为系统定义一个相对稳定的抽象层，再将不同的实现行为移至具体的实现层中完成。

如果需要修改系统，无须对抽象层进行任何改动，只要增加新的具体类，就能实现新的需求，在不修改已有代码的基础上扩展系统的功能，满足了开闭原则的要求。

假设：

我们要实现一个绘制图表的功能，支持多种图表显示方式，例如柱状图、饼状图...等多种图表。

系统结构：

在 ChartDisplay 类的 display() 方法中，存在如下代码片段：

上面代码中，

如果需要增加一个新的图表类（例如折线图 LineChart），就需要修改 ChartDisplay 类的 display() 方法的源代码，增加新的判断逻辑，违反了开闭原则。

为了满足开闭原则，现在我们重构系统。

1）增加一个抽象图表类 AbstractChart，将具体图表类作为它的子类；

2）ChartDisplay 类针对抽象图表类进行编程，由客户端来决定使用哪个具体图表。

重构后，系统结构是这样的：

我们引入了抽象图表类 AbstractChart，且 ChartDisplay 针对抽象图表类进行编程，并通过 setChart() 方法由客户端来设置实例化的具体图表对象。

在 ChartDisplay 的 display() 方法中，调用 chart 对象的 display() 方法显示图表。

后续，如果还要增加新的图表，不需要修改原来的代码，只需要将 LineChart 也作为 AbstractChart 的子类，在客户端向 ChartDisplay 中注入一个 LineChart 对象就行了。

那是否只要修改原有代码，就会违反开闭原则呢？

违反开闭原则的情况，通常是指频繁且不必要的修改，这可能会增加bug概率，系统维护困难。

在修复错误、性能优化或其他合理情况下，修改代码本身并不违反开闭原则。

当业务规则改变时，完全不“修改”原有代码，这几乎是不可能的。

例如：

类需要创建、组装、做一些初始化操作，才能构建成可运行的程序。

这部分代码的修改，是不可难免的。

一些思路，供大家参考：

1）在架构设计阶段，就要去关注系统的可扩展性，事先预留扩展点。

事先预留设计扩展点，可以在未来业务发生改变时，用最少的修改来满足新的需求。

哪些情况需要预留扩展点呢？

需要预留扩展点的常见情况：

• 对于相对确定的、可能短期内需要扩展的；

  
  

• 对于改动对代码结构影响比较大的；

  
  

• 对于可能用到、且实现成本不高的。

当然了，合理预留设计扩展点的前提，是需要对业务有足够了解。

这个部分涉及到的实施细节、要素较多，本文只是提供参考思路，后续我再单独更文介绍。

2）对于必须的合理修改，让修改操作尽量更集中、更少、更上层，让最为核心复杂的逻辑代码满足开闭原则。

开闭原则是面向对象设计中“可复用设计”的基石。它可以在不破坏现有功能的情况下，去扩展原有代码，让系统可维护、可扩展、可复用。

事先合理预留设计扩展点，是避免违反开闭原则的关键。在架构设计阶段，就需要关注系统的可扩展性。

开闭原则既是面试高频、也是必知必会，非常重要。

建议收藏备用，划走就再也找不到了。

以上