面向对象设计的11原则

面 向对象设计是什么？都包含了哪些内容？它所带来的好处是什么？需要你为之付出些什么？在如今这个年代，问这些问题似乎显得很愚蠢，因为这年头几乎每位软件 开发人员都知道如何使用某种面向对象编程语言。可是这个问题还是很重要，因为在我看来，绝大多数人在使用这些语言的时候并不知道为什么，而且也不知该如何 最充分的运用它们。

　　软件业曾经爆发过的所有变革里，其中曾经有两个派系如此广泛的深入人心，它们就是结构化编程和面向对象编程。所有 主流的现代编程语言都被它们两个激烈的影响着。实际上，要想不像结构化和面向对象编程的样子来编写程序都是一件难事。我们的主流编程语言都没有goto， 因此它们服从了结构化编程中最重要的禁令。我们的大多数主流编程语言都是基于类的，而且不支持在类以外定义函数或是变量，因此也避免了面向对象编程中最容 易坠入的陷阱。

　　用这些编程语言所编写的程序可能看起来是结构化的或是面向对象的，可是“看起来”是会欺骗人的。当今的编程语言经常不顾他们所从属那种派系的编程语言的基本原则。我会在另篇blog中再探讨结构化编程的原则，本篇，我想要谈论的是面向对象编程的基本原则。

　 　在1995年的三月，我写了一篇文章并发表在comp.object上，那是我第一次写OOD（译注 1）原则的文章，此后就一发不可收拾的写了很多。你可以在我的PPP一书（译注2）中看到它们，在object mentor的很多文章中也都有，其中就有那篇众所周知的纲要（近期会译为中文，请关注）。

　　这些原则着重于OOD中的依赖管理方面，而淡化抽象与建模方面。这并不是说OO在抽象方面不够强大，或是OO不适合构建模型。当然有很多人都在使用OO的这些部分，只是这些原则集中关注于依赖管理。

　 　依赖管理是我们每个人都要面对的问题，每当我们在屏幕面前打开那些彼此纠结又令人作呕的代码，我们就会遭受不良的依赖管理所带来的恶果。不良的依赖管理 导致代码难以改变，易被破坏，而且不可重用。实际上，我在PPP一书中谈论过很多不同的设计坏味道，而这些都与依赖管理有关。从另一方面来说，如果依赖经 过了良性的管理，代码就可以保持灵活性、健壮性和重用性。所以依赖管理和这些相关原则是程序员们渴求的让软件保持优良架构的基石。

　　头五项原则是关于类设计的，它们是：

　　◆　SRP，单一职责原则，一个类应该有且只有一个改变的理由。
　　◆　OCP，开放封闭原则，你应该能够不用修改原有类就能扩展一个类的行为。
　　◆　LSP，Liskov替换原则，派生类要与其基类自相容。
　　◆　DIP，依赖倒置原则，依赖于抽象而不是实现。
　　◆　ISP，接口隔离原则，客户只要关注它们所需的接口。

　　另外的六项是关于包的设计原则。在本文中，包是指一个二进制的可发布文件，比如.jar文件、或dll文件，而不是Java包或是C++的命名空间（译注3）。

　　头三项包原则是关于包内聚性的，它们会告诉我们该把什么划分到包中：

　　◆　REP，重用发布等价原则，重用的粒度就是发布的粒度。
　　◆　CCP，共同封闭原则，包中的所有类对于同一类性质的变化应该是共同封闭的。
　　◆　CRP，共同重用原则，一个包中的所有类应该是共同重用的。

　　最后的三项原则是关于包之间的耦合性原则的，并且论述了评价系统中包结构优良与否的评判标准。

　　◆　ADP，无环依赖原则，在包的依赖关系图中不允许存在环。
　　◆　SDP，稳定依赖原则，朝着稳定的方向进行依赖。
　　◆　SAP，稳定抽象原则，包的抽象程度应该和其稳定程度一致。


译注：

1，OOD，全称Object Oriented Design，即面向对象设计。

2，PPP，即Bob大叔的著作《敏捷软件开发 原则、模式与实践》一书以及其相关书籍，因都有“原则、模式与实践”，即Priciples, Patterns and Practices，故常简称为PPP。

3， 命名空间，原文为namespace，也译作名字空间。它是一种特殊的作用域，它包含了处于该作用域内的所有标示符，且本身也用一个标示符来表示，这样便 于将一系列在逻辑上相关的标示符用一个标示符来组织。就Java编程语言来说，命名空间是通过java 包来表达的，所有代码都归属与一个包。来自其他包中的代码要通过指定包名来引用某项特定的标示符，例如，包java.lang中的String类要通过 java.lang.String的形式引用。在C++中，命名空间常用来避免命名冲突，尽管现今的C++语言对命名空间做出了扩展，但过去的C++代码 很少使用此项功能。

MPM优化你的Apache

Apache 2.0在性能上的改善最吸引人。在支持POSIX线程的Unix系统上，Apache可以通过不同的MPM运行在一种多进程与多线程相混合的模式下，增强 部分配置的可扩充性能。相比于Apache 1.3，2.0版本做了大量的优化来提升处理能力和可伸缩性，并且大多数改进在默认状态下即可生效。但是在编译和运行时刻，2.0也有许多可以显著提高性 能的选择。

MPM（Multi -Processing Modules，多道处理模块）是Apache2.0中影响性能的最核心特性。

毫 不夸张地说，MPM的引入是Apache 2.0最重要的变化。大家知道，Apache是基于模块化的设计，而Apache 2.0更扩展了模块化设计到Web服务器的最基本功能。服务器装载了一种多道处理模块，负责绑定本机网络端口、接受请求，并调度子进程来处理请求。扩展模 块化设计有两个重要好处：

　　◆ Apache可以更简洁、有效地支持多种操作系统；

　　◆ 服务器可以按站点的特殊需要进行自定制。

在用户级，MPM看起来和其它Apache模块非常类似。主要区别是在任意时刻只能有一种MPM被装载到服务器中。

下面以Linux RedHat AS3为平台，演示一下在Apache 2.0中如何指定MPM。

# wget http://archive.apache.org/dist/httpd/httpd-2.0.52.tar.bz2
# tar jxvf httpd-2.0.52.tar.bz2
# cd httpd-2.0.52
# ./configure --help|grep mpm

显示如下： --with-mpm=MPM Choose the process model for Apache to use. MPM={beos|worker|prefork|mpmt_os2| perchild|leader|threadpool}

上 述操作用来选择要使用的进程模型，即哪种MPM模块。Beos、mpmt_os2分别是BeOS和OS/2上缺省的MPM， perchild主要设计目的是以不同的用户和组的身份来运行不同的子进程。这在运行多个需要CGI的虚拟主机时特别有用，会比1.3版中的SuExec 机制做得更好。leader和threadpool都是基于worker的变体，还处于实验性阶段，某些情况下并不会按照预期设想的那样工作，所以 Apache官方也并不推荐使用。因此，我们主要阐述prefork和worker这两种和性能关系最大的产品级MPM。

prefork的工作原理
　 　如果不用“--with-mpm”显式指定某种MPM，prefork就是Unix平台上缺省的MPM。它所采用的预派生子进程方式也是 Apache 1.3中采用的模式。prefork本身并没有使用到线程，2.0版使用它是为了与1.3版保持兼容性；另一方面，prefork用单独的子进程来处理不 同的请求，进程之间是彼此独立的，这也使其成为最稳定的MPM之一。
prefork的工作原理是，控制进程在最初建立 “StartServers”个子进程后，为了满足MinSpareServers设置的需要创建一个进程，等待一秒钟，继续创建两个，再等待一秒钟，继 续创建四个……如此按指数级增加创建的进程数，最多达到每秒32个，直到满足 MinSpareServers设置的值为止。这就是预派生（prefork）的由来。这种模式可以不必在请求到来时再产生新的进程，从而减小了系统开销 以增加性能。

worker的工作原理
相对于prefork，worker是2.0 版中全新的支持多线程和多进程混合模型的MPM。由于使用线程来处理，所以可以处理相对海量的请求，而系统资源的开销要小于基于进程的服务器。但是， worker也使用了多进程，每个进程又生成多个线程，以获得基于进程服务器的稳定性。这种MPM的工作方式将是Apache 2.0的发展趋势。
worker 的工作原理是，由主控制进程生成“StartServers”个子进程，每个子进程中包含固定的ThreadsPerChild 线程数，各个线程独立地处理请求。同样，为了不在请求到来时再生成线程，MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最 多的空闲线程数；而MaxClients设置了所有子进程中的线程总数。如果现有子进程中的线程总数不能满足负载，控制进程将派生新的子进程。

# 下面我以worker模式进行编译安装
# ./configure --prefix=/usr/local/apache --with-mpm=worker --enable-so（让它支持DSO功能，这样以后可以动态加载模块）
# make
# make install
# cd /usr/local/apache/conf
# vi httpd.conf
StartServers 2
MaxClients 150
ServerLimit 25
MinSpareThreads 25
MaxSpareThreads 75
ThreadLimit 25
ThreadsPerChild 25
MaxRequestsPerChild 0

Worker 模式下所能同时处理的请求总数是由子进程总数乘以ThreadsPerChild值决定的，应该大于等于MaxClients。如果负载很大，现有的子进 程数不能满足时，控制进程会派生新的子进程。默认最大的子进程总数是16，加大时也需要显式声明ServerLimit（最大值是 20000）

需 要注意的是，如果显式声明了ServerLimit，那么它乘以ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxClients，而且 MaxClients必须是 ThreadsPerChild的整数倍，否则Apache将会自动调节到一个相应值（可能是个非期望值）。下面是笔者的 worker配置段：
StartServers 3
MaxClients 2000
ServerLimit 25
MinSpareThreads 50
MaxSpareThreads 200
ThreadLimit 200
ThreadsPerChild 100
MaxRequestsPerChild 0
# 保存退出。
# /usr/local/apache/bin/apachectl start
# 可根据实际情况来配置Apache相关的核心参数，以获得最大的性能和稳定性。

Apache+JK+Tomcat负载平衡配置

网 上关于Apache + JK + Tomcat的集群配置例子很多，按着例子配置下来，基本都能运行，不过，在一些重要的地方却没有进一步的说明。这次公司一个产品就是采用Apache +JK+Tomcat集群，在整个配置、测试过程中，遇到了许多的问题，经过不断测试、摸索，最后总算是搞定了，性能也达到了预期的目标。针对网上的例 子，感觉有必要再详细的介绍一下我的配置过程，对一些要特别注意的地方进行补充。

集群有别于分布式的解决方案，它采用的是每台服务器运行 相同应用的策略，由负责平衡的服务器进行分流，这对提高整个系统的并发量及吞吐量是更有效的办法。而集群对请求的处理又有两种不同的方式：负载平衡、状态 复制(即集群)，状态复制需要在各服务器间复制应用状态，而负载平衡则不用，每台服务器都是独立的。实践证明，在各应用服务器之间不需要状态复制的情况 下，负载平衡可以达到性能的线性增长及更高的并发需求。

对于集群的其它基础知识，在此就不再做累赘。以下就这次Apache + JK + Tomcat的负载平衡配置进行总结，重点关注整个配置及注意事项。


准备软件
1、 Tomcat或JBoss（本文档中采用的是JBoss4.0.2）；

2、 apache2.0.54是开源的Web服务器，下载地址为： http://www.apache.org/dist/httpd/binaries/ ；

3、 mod_jk-1.2.14-apache-2.0.54.so模块,jk是mod_jserv的替代者，它是Tomcat-Apache插件，为 Apache和Tomcat的连接器，处理Tomcat和Apache之间的通信，在集群配置中充当负载均衡器的作用，当前的最新版本为1.2.15，不 过不同JK版本与不同的Apache版本之间的搭配有一些差异，有的甚至配不起来。JK2是符合apache2.x系列的新品，但由于其配置太过麻烦，使 用的人很少，所以目前已停止开发，所以我们采用了jk连接器，下载地址：http: //www.apache.org/dist/tomcat/tomcat-connectors/jk/binaries/。


集群与负载平衡
使用mod_jk默认的以轮循方式进行平衡负载，假设有四个服务器节点，有10个请求，则四个节点分别接受请求编号如下：

而集群方式也是使用这种方法进行平衡。Tomcat中的集群原理是通过组播的方式进行节点的查找并使用TCP连接进行会话的复制。

集群不同于负载平衡的是，由于集群服务需要在处理请求之间不断地进行会话复制，复制后的会话将会慢慢变得庞大，因此它的资源占用率是非常高的，如果在并发量大的应用中，复制的会话大小会变得相当大，而使用的总内存更是会迅速升高。

但集群的会话复制，增加了系统的高可用性。由于在每台服务器都保存有用户的Session信息，如果服务器群中某台当机，应用可以自动切换到其它服务器上继续运行，而用户的信息不会丢失，这提高了应用的冗错性。

具体采用负载平衡还是集群，这要看应用的需求了。

安装配置Apache
1、下载Apache的安装程序apache_2.0.54-win32-x86-no_ssl.exe后，安装很简单，一路回车，就此略过。

2、安装完毕后，将下载的mod_jk-1.2.14-apache-2.0.54.so复制到Apache安装目录下的modules子目录中。

3、然后进入Apache安装目录下的conf子目录中，打开httpd.conf配置文件，在最后插入以下一行：

Include conf/mod_jk.conf

4、 在conf子目录下，建立一个新的配置文件：mod_jk.conf，此文件为Apache加载连接器的配置文件，文件名可修改，但要与httpd.conf中Include的文件名一致，内容如下：

# Load mod_jk module. Specify the filename
# of the mod_jk lib you’ve downloaded and
# installed in the previous section

#加载mod_jk模块
LoadModule jk_module modules/mod_jk-1.2.14-apache-2.0.54.so

# Where to find workers.properties
JkWorkersFile conf/workers2.properties

# Where to put jk logs
JkLogFile logs/mod_jk.log

# Set the jk log level [debug/error/info]
JkLogLevel info

# Select the log format
JkLogStampFormat "[%a %b %d %H:%M:%S %Y] "

# JkOptions indicate to send SSL KEY SIZE,
JkOptions +ForwardKeySize +ForwardURICompat -ForwardDirectories

# JkRequestLogFormat set the request format
JkRequestLogFormat "%w %V %T"

# 请求分发配置，可以配置多项
JkMount /* loadbalancer

#关掉主机Lookup，如果为on，很影响性能，可以有10多秒钟的延迟。
HostnameLookups Off

注：蓝色加粗的两行是重点，第一句是Apache加载JK模块用的；第二句为配置哪些URL请求将由负载平衡器来处理。


5、 在conf子目录下，建立一个新的配置文件：workers2.properties，此文件为负载平衡的配置文件，文件名不能修改，这是JK默认的名字，内容如下：

worker.list=loadbalancer

# Define the first node...
worker.server99.port=8009
worker.server99.host=192.168.11.99
worker.server99.type=ajp13
worker.server99.lbfactor=1
worker.server99.local_worker=1
worker.server99.cachesize=1000
worker.server99.cache_timeout=600
worker.server99.socket_keepalive=1
worker.server99.socket_timeout=0
worker.server99.reclycle_timeout=300
worker.server99.retries=3

# Define the second node...
worker.server202.port=8009
worker.server202.host=192.168.11.202
worker.server202.type=ajp13
worker.server202.lbfactor=1
worker.server202.local_worker=1
worker.server202.cachesize=1000
worker.server202.cache_timeout=600
worker.server202.socket_keepalive=1
worker.server202.socket_timeout=0
worker.server202.reclycle_timeout=300
worker.server202.retries=3

# Now we define the load-balancing behaviour
worker.loadbalancer.type=lb
worker.retries=3
worker.loadbalancer.balance_workers=server99 ,server202
worker.loadbalancer.sticky_session=true
worker.loadbalancer.sticky_session_force=true


注： 以上定义了两个worker，一个为server99，另一个为server202，定义了一个负载平衡服务器loadbalancer，其中标蓝色的为 重点配置项，相关的详细说明可以看官方的网站文档：http://tomcat.apache.org/connectors-doc/，其它节点的定义 可以直接Copy，修改一下节点名及IP就好了。
A、worker.list=loadbalancer
设定工作的负载平衡器，各Tomcat节点不能加入此列表。

B、worker.server99.lbfactor
负载平衡的权重比，如果此权重比越大，则分配到此节点的请求越多，如以上两个节点的权重比为1:1，则为平均分配。

C、worker.loadbalancer.balance_workers=server99,server202
指定此负载平衡器负责的Tomcat应用节点。

D、worker.loadbalancer.sticky_session=true
此处指定集群是否需要会话复制，如果设为true，则表明为会话粘性，不进行会话复制，当某用户的请求第一次分发到哪台Tomcat后，后继的请求会一直分发到此Tomcat服务器上处理；如果设为false，则表明需求会话复制。

E、worker.loadbalancer.sticky_session_force=true
如果上面的sticky_session设为true时，建议此处也设为true，此参数表明如果集群中某台Tomcat服务器在多次请求没有响应后，是 否将当前的请求，转发到其它Tomcat服务器上处理；此参数在sticky_session=true时，影响比较大，会导致转发到其它Tomcat 服务器上的请求，找不到原来的session，所以如果此时请求中有读取session中某些信息的话，就会导致应用的null异常。


6、Apache服务器的配置文件httpd.conf中，默认有三个参数对性能的影响比较大，但根据不同的性能要求，参数的表现又不一样，太小并发提不上去，太大性能反而不好，建议根据项目的需要，实际做个测试，如并发要求800的话，可以设定为：

#一个连接的最大请求数量
MaxKeepAliveRequests　1000（值为0，则不限制数量）

#每个进程的线程数，最大1920。NT只启动父子两个进程，不能设置启动多个进程
ThreadsPerChild　　　　1000（最大为1920）

#每个子进程能够处理的最大请求数
MaxRequestsPerChild 1000（值为0，则不限制数量）

这三个参数要根据不同的需求，不同的服务器进行调整。


安装配置Tomcat或JBoss
1、对于Tomcat或JBoss的安装，这里不做说明，目前我们是采用Apache+JBoss，不过，JBoss也是用的Tomcat，所以这里的配置也是适合Tomcat的；

2、对于JBoss的配置，很简单，只需要改两个地方就可以了：

第一个地方：进入jboss-4.0.2\server\default\deploy\jbossweb-tomcat55.sar，打开server.xml，大约在第32行左右，有，在其中加入一个参数，变为：

第二个地方：进入jboss-4.0.2\server\default\deploy\jbossweb-tomcat55.sar\META-INF目录，打开jboss-service.xml，大约在110行，有false，将其改为：

true

这 里有一个需要特别注意的地方，JBoss的Tomcat中，关于AJP连接协议的默认配置，对于大并发量是不够用的，要做一些修改，进入jboss- 4.0.2\server\default\deploy\jbossweb-tomcat55.sar，打开server.xml，找到的地方，这里是 定义AJP连接器的地方，它的配置中没有maxThreads项，默认为200，我们可以做修改：

emptySessionPath="true" enableLookups="false" redirectPort="8443"

protocol="AJP/1.3" maxThreads="3000"/>

maxThreads的值要看你的并发量多大，设置太大也不好。


运行
至此，整个配置全部完成，注意一点是，在各JBoss节点，重启或新增加一个JBoss节点时，需要重新启动Apache，而对于服务器群中某个JBoss节点shutdown，Apache会自动侦测，不用重新启动。

如果在运行过程中，群中的某个JBoss节点shutdown，则已登录到此服务器上的用户的请求将出错，此服务器负责的session将丢失，但Apache会自动侦测到此服务器已shutdown，后继的新请求将不会再引导到此节点。

对 于负责请求分发的Apache服务器，需要消耗大量的CPU资源，因此如果在测试过程中出现一些Service Temporarily Unavailable或Server has shut down the connection prematurely这样的错误，这一般都是服务器配置不够好引起的，或者是Apache、Tomcat、及应用中的某些配置不够使用，这时候就要考虑 换更好的机器或优化应用中的配置。

常见问题

一、cannot connect to server：无法连接到服务器。这种情况是服务器的配置有问题，服务器无法承受过多的并发连接了，需要优化服务器的配置：

如操作系统采用更高版本，如windows 2003 server，

优化tomcat配置：maxThreads="500" minSpareThreads="400" maxSpareThreads="450"

但是tomcat 最多支持500个并发访问

优化apache配置：

ThreadsPerChild 1900
MaxRequestsPerChild 10000

二、 Action.c(10): Error -27791: Server has shut down the connection prematurely

HTTP Status-Code=503 (Service Temporarily Unavailable)
一般都是由于服务器配置不够好引起的，需要优化硬件和调整程序了。


三、无法处理请求：

当我们输入 ***.do 命令后，apache却返回错误信息，而连接tomcat却没有问题。原因是没有把.do命令转发给tomcat处理。解决方法如下：

在apache配置文件中配置如下内容：

JkMount /*.jsp loadbalancer
JkMount /*.do loadbalancer

RedHat 忘记了root密码，如何进入系统?

您可以进入单用户模式或者援救模式来改变你的root密码.如何进入单用户模式取决你的引导加载程序：

GRUB: 如果你的GRUB引导菜单没有使用密码保护或者你知道引导菜单的密码，就可以通过编辑引导加载程序配置菜单中的kernel所在行来完成。如果GRUB的 引导菜单被密码保护，你又不知道密码，你必须使用一个同样版本RHEL的启动光盘来引导系统。当从光盘启动时，在boot:后输入 linux resuce来以救援模式启动，根据启动过程中的指令进行按步骤的操作，然后使用chroot 来切换到你的系统镜像（通常使用chroot /mnt/sysimage）.这样你就可以通过passwd 来改变你的root的密码了。在系统启动后，选择你希望启动的核心，然后输入'e' (代表edit).你就会进入编辑启动参数的屏幕。把光标移动到核心所在行然后再输入'e'. 在行尾输入'S',然后输入回车，再输入'b' (代表 boot).系统就会进入单用户模式，这样你就可以使用passwd命令来改变root的密码。

LILO：如何你的系统使用的是 LILO,在LILO的提示符下，输入 linux single. 当启动完毕后，在#的提示符下输入passwd来输入一个新的密码。改变密码后，可以输入exit来重新启动你的系统。当然你可以通过shutdown -r now或者 reboot 命令来重新启动你的系统。系统正常启动后，你可以使用新的root密码登录系统。如果LILO被配置成没有引导菜单（/etc/lilo.conf中的 timeout值设为0），你仍然可以在LILO启动核心的一瞬间，通过按任何一个键使启动过程暂停。

项目最后验收阶段案例之一

软件项目，特别是给企业用户的项目，实施过程大多辛苦，而且一部分问题不在于软件本身。

总结一下项目最后验收阶段案例之一。

案例：项目已经按照客户确认的调研文档完成实施工作。客户的一把手提出新需求。

此 一把手H，H精通业务，对电脑一窍不通。H对手下电脑部负责人Z提出"要对业务进行风险管理，把风险大的业务提出来。"，一句话令Z头大。Z苦恼H没有定 义什么是风险大，即使H说明风险大的条件，现有的软件架构，数据模型能否实现还是未知数。实现此功能成为不可完成的任务。持续下去Z和项目经理W（软件公 司负责人）都面临困境。

Z会被认为没有完成领导安排的工作（实际上他忙的焦头烂额）。

W进入两难，一方面客户要求的完成不了，另一方面面临公司的的项目要拖延。

解决办法：1.按章办事，调研文档已经写清楚无此需求。直接拒绝。此为下策，没办法才用，但是关键时刻很有用。

2. 引导＋忽悠。对付H这种老总要从其公司内部出发。分析满足他需求所需要的条件。一般要牺牲部分工作人员的工作时间。然后把影响放大，吓唬他。如果可以的话 可以找他们的相关人员帮忙，让他听到不同的声音，让他放弃此念头。因为软件他是外行，谈论软件时心里没底气，有自己人反对，心虚。

比如从财务着手比较有效。要满足H的需求改变了财务的核算体系，原有的数据都要加上某写核算项，不能保证数据准确性，而且大大增加了财务工作量，而且不符合会计制度（忽悠）。上策！