用戶:零度火焰/鬆耦合

計算和系統設計中,一個鬆耦合的系統,其中的每一個組件對其他獨立組件的定義所知甚少或一無所知。子領域包括類、接口、數據和服務之間的耦合[1]  鬆耦合是緊耦合的對立面。

優點和缺點

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鬆耦合系統中的組件能夠被提供相同服務的替代實現所替換。 鬆耦合系統中的組件不太受相同的平台、語言、作業系統或構建環境的約束。

如果系統在時間上是解耦的,那麼也很難提供事務完整性;需要額外的協調協議。 跨系統的數據複製提供了鬆耦合性(可用性)但是造成了維護一致性 (數據同步)的問題。

集成

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鬆耦合在更廣泛的分佈式系統設計中是通過使用事務,面向消息的中間件提供的隊列和互操作性標準來達成的。[2]

促進鬆耦合的四類自主權,是:參考自主,時間自主,格式自主和平台自主。[3]

鬆耦合是一種架構園內則,設計目標是面向服務架構;鬆耦合的十一種形式的鬆耦合和緊耦合同行列出如下:[4]

  • 通過中介的物理連接,
  • 異步通信方式,
  • 只在數據模型中的簡單常見類型,
  • 弱類型系統,
  • 以數據為中心並且自包含的消息,
  • 過程邏輯的分佈式控制,
  • (服務的消費者和提供者的)動態綁定,
  • 平台獨立性,
  • 業務級補償而不是系統級的事務,
  • 不同的時間的部署,
  • 版本中的隱式升級。

企業服務總線(Enterprise Service Bus,ESB)中間件誕生在實現鬆散耦合的多個維度;然而,過於機械化和錯誤安置的ESB還可以產生相反的效果,產生非預期的緊耦合和中心架構熱點。[5]

事件驅動架構也旨在促進鬆散耦合。[6]

降低耦合的方法

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接口的鬆耦合可以通過發佈標準格式的數據(如XML或JSON)來增強。

程序組件之間的鬆耦合可以通過使用標準數據類型參數來增強。傳遞自定義數據類型或對象需要組件雙方了解自定義數據的定義。

服務的鬆耦合可以通過減少給服務傳入的關鍵數據的信息來增強。例如,當只有客戶標識傳入並且客戶地址在服務內獲取,服務發送一個字母是最可重用的。這將解耦服務,因為服務不需要按特定的順序調用(如:GetCustomerAddress,SendLetter)

編程

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耦合是指一個組件直接了解其他組件的程度。運算中的鬆耦合解釋為封裝與無封裝。

緊耦合的一個例子發生在依賴類直接包含一個提供所需行為的具體類的指針。在不改變依賴類的情況下,無法替換依賴,或改變「簽名」。鬆耦合發生在依賴類只包含接口的指針,接口可以由一個或多個具體類實現。依賴類只依賴接口指定的「契約」:實現類必須提供的方法和/或屬性的定義列表。任何實現了接口的類就可以滿足依賴類的依賴而無需修改類。這使得軟件設計具有可擴展性;無需改變依賴類,可以編寫一個新類實現接口來取代當前的依賴在部分或全部的情況下;新老類可以自由交換。強耦合不允許這樣做。

這個UML圖說明依賴類和一組提供所需行為的具體類之間的鬆耦合的例子:

 

相比之下,這個圖表顯示了強的替代設計相關類之間的耦合和提供者:

 

鬆耦合的其他形式

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計算機程式語言的概念功能為核心模塊(參見函數式編程)或功能對象提供優秀的鬆散耦合的編程的例子。函數式語言模式的延續、關閉或發電機。看到Clojure和Lisp函數程式語言的例子。面向對象的語言,像Smalltalk和Ruby代碼塊,而艾菲爾代理。基本思想是體現(封裝為一個對象)一個功能獨立於任何其他封閉的概念(如分離對象函數從任何直接的知識封閉對象)。看到一流的功能進一步洞察函數作為對象,就有資格成為一流的功能的一種形式。

例如,在面向對象的語言中,當對象的一個函數作為一個對象被引用(無需了解包含他的宿主對象)新的功能對象可以傳遞,存儲,稍後調用。(功能對象交給的)接收對象可以在自己方便的時候安全地執行(調用)所包含的函數,無需了解包含他的宿主對象。通過這種方式,一個程序可以執行功能對象的鏈或組,而安全地脫離擁有任何包含他們的宿主對象的直接引用。

電話號碼是一個極好的類比,很容易說明這種分離的程度。

例如:一些實體為他人提供電話號碼來完成一個特定的工作。當號碼被呼叫時,呼叫者實體實際上說,「請幫我做這項工作。」解耦或鬆耦合是顯而易見的。拿到號碼的實體呼叫時可能並不了解號碼從哪兒來的(例如號碼提供者的引用)。另一方面,呼叫者和被呼叫者之間解耦了,無需知道他們是誰,他們在哪裏,呼叫接收者內部是如何操作的。

將例子更進一步,呼叫者可能會對接收者說「請為我做這個工作。幹完了用這個號碼打電話回復我。」提供給接收者的「號碼」稱為「回調」。同樣,這個函數對象的鬆耦合或分離性質是明顯的。回調的接收者不知道調用的是誰。只知道它可以調用,並決定何時調用。在現實中,回調的可能都不是最初的提供者。這種級別的間接使函數對象成為實現鬆耦合程序的一個優秀技術。

衡量數據元素耦合

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鬆耦合的程度可以通過注意發送或接收系統中可能發生的數據元素的變化數量來度量,並確定計算機是否仍然能夠正確地進行通信。這些變化包括的項目如:

  1. 添加新的數據元素到消息
  2. 改變數據元素的順序
  3. 改變數據元素的名稱
  4. 改變數據元素的結構
  5. 刪除數據元素

參閱

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引用

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  1. ^ Loosely Coupled: The Missing Pieces of Web Services by Doug Kaye
  2. ^ Pautasso C., Wilde E., Why is the Web Loosely Coupled?, Proc. of WWW 2009
  3. ^ F. Leymann Loose Coupling and Architectural Implications, ESOCC 2016 keynote
  4. ^ N. Josuttis, SOA in Practice. O'Reilly, 2007, ISBN 978-0-596-52955-0.
  5. ^ M. Keen et al, Patterns: Implementing an SOA using an Enterprise Service Bus, IBM, 2004
  6. ^ How EDA extends SOA and why it is important Jack van Hoof

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