简单设计：小即是美

博尔赫斯说：“写散文体的短文——寓言、神话、短故事——给了我某种神秘的满足。想起这些篇章，就仿佛想到硬币：实在、结实、闪光的小物体，更多的东西的样品。”显然，小物体之美，让博尔赫斯着迷。

同样，在软件设计领域里，小的设计同样让我着迷。这里所谓的“小”，并非绝对的小，而是强调一种恰如其分的设计哲学。在开发过程中，每一次迭代的目标不宜设立过大，需小步前行，避免过度设计。在设计开发时，整个系统最好由松散耦合的细小模块组成。这些细小模块由于功能相对独立而单一，因而更易于理解。

Dennis Ritchie

在设计系统架构时，我们要注意克制做大做全的贪婪野心，尽力保证系统的小规模。Unix的缔造者之一Dennis Ritchie就曾遭受过将系统做大做全的滑铁卢。他在贝尔实验室的第一个任务，是参与大项目Multics，即开发一个前所未有的、可以多人使用的、同时运行多个程序的操作系统。该项目由贝尔实验室、麻省理工学院和通用电气公司三方联合研制，但是由于设计过于复杂，迟迟拿不出成果，1969年贝尔实验室宣布退出。

痛定思痛，Dennis Ritchie和同事Ken Thompson之后在设计Unix时，就吸取了Multics设计复杂而导致失败的教训，提出了"保持简单和直接"（Keep it simple stupid）的原则，即所谓KISS原则。

遵循KISS原则，整个Unix系统由许多小程序组成，每个小程序只能完成一个功能，任何复杂的操作都必须分解成一些基本步骤，由这些小程序逐一完成，再组合起来得到最终结果。表面上看，运行一连串小程序很低效。但是事实证明，由于小程序之间可以像积木一样自由组合，所以非常灵活，能够轻易完成大量意想不到的任务。而且，计算机硬件的升级速度非常快，所以性能也不是一个问题。另一方面，当把大程序分解成单一目的的小程序，开发变得容易，Unix在短短几个月内就问世。

我们千万不要轻视小的力量。

专注的小可以保证独立进化。

从“自治”思想看，它需要实现一定程度的自给自足，并保证对外交互的接口足够稳定。这符合老子的“大国小民”的思想。

这种专注的小首要在于分离职责。一种分离的角度是以“内外之分”观察核心与边缘的职责，然后以模块分离的方式分别为它们寻找到“安身立命之所”。在框架设计上，为保证框架的小，我们常常采用这样的观察视角，这就是所谓的“内核模式”，通过识别出整个框架的核心功能，以此作为整个框架的基础，而其余功能皆可视为框架的外围功能，根据关注的域对其进行切分。这些外围功能互相之间应尽量减少耦合，使其能够独立进化。

内核：即多个集合的共同交集

Spring框架的设计正是遵循了这样的设计理念。除了Spring IoC是整个框架必备的组件之外，Spring MVC、Spring Batch Job、Spring Data等之间没有依赖关系，可以根据项目自身情况酌情裁剪。

那么，如何才能保证设计的系统足够小？首先，在设计思想上要确立“小即是美”的美学观，要清晰地辨别且能够欣赏小的灵活之美，完整之美与轻盈之美。只有在思想上认同它，你才能顺势而为；只有从心理上感受到这种美丽，你才能响应它的召唤。

灵活之美，在于它能快速地响应变化，这种变化可能是局部的，也可以是整个设计方向的改变。例如，在多数企业系统和互联网系统中，都需要分离Online和Offline任务，以指定不同的架构决策。又例如，我们可以设计独立的、具有最小功能子集的Batch Job来承担后台任务。这些Batch Job可以作为一个单独的应用程序执行在单独的进程中。一旦需求要求我们对设计做出改变，我们也能将修改控制在足够小的范围中，从而保证对整个系统不会带来巨大的影响。

若遵循EDA（Event Driven Architecture）模式，我们可以根据业务领域的不同，设计出功能最小完整的自治组件。组件之间的通信通过事件来传播，利用发布者/订阅者的方式解除组件之间的耦合；又或者利用消息传递来处理业务逻辑，例如在AKKA中，我们可以设计出灵活而小的Actor对象；微服务（Micro Service）架构则从服务级别展现了设计的灵活之美。

轻盈之美，体现在它的功能并不臃肿，对外部的依赖较少，既容易在系统中快速引入，又不会使原有系统变得笨重，还能很方便地部署或者启动。

展现了轻盈之美的组件往往具有良好的可测试性。我们可以利用六边形架构将系统分隔为内、外两个边界，凡是系统对外的通信，皆通过端口（Port）和适配器（Adapter）完成，这样就能较好地解除对外部环境的依赖，提高系统的可测试性。而清晰的边界划分也是设计小组件的一种有效手段。

六边形架构：Port-Adapter模式

若对于框架或平台而言，则需要尽力降低框架或平台的侵入性。当年Rod Jonson之所以提出J2EE Without EJB，正是因为EJB的侵入性带来了诸多病症。当然，从另一个角度来讲，我们自己研发的产品或项目也要尽可能摆脱对外部资源的依赖，即所谓“稳定依赖原则”。Robert Martin提出的Clean Architecture清晰地勾勒出这样的思想。在Clean Architecture的表述中，他让外部易变的部分依赖于更加稳定的部分，如域模型，而非形成相反的依赖关系。这样还可使实现变得更易于变化；多变的部分依赖于稳定的部分。好架构就要能轻松地改变那些易变的决定。

Clean Architecture

完整之美，在于它是自足的。完整并不意味着大而全，而在于它足够精简，没有冗余。当然，它同时应该是没有残缺的。残缺，意味着它无法在没有外部支持的情况下，完成自己应该完成的工作。这种美感符合“麻雀虽小，五脏俱全”的标准。Standalone的微服务，正好体现了这种自容器的完整之美。

小的益处还有一点，它可以使得我们在架构决策或技术选型时，可以变得更加从容。

譬如说，因为某些原因我们需要将整个企业系统（Monolithic架构）从WebLogic上迁移到JBoss上，无疑，这是一个艰难的决定，实施起来更是一个漫长的过程。如果系统是基于Micro Service的架构风格进行构建，每个服务根据各自情形选择自己的技术栈。倘若需要对某些服务进行技术栈迁移，相信这个问题不再变得棘手。——大象可以轻盈地跳舞，但付出的努力会百倍于一只敏捷的狐狸。

如今，Java已经发展到Java 8，引入的Lambda表达式等多个特性如此鲜嫩，让人垂涎不已。然而据我所知，国内多数企业的Java项目仍然停滞在JDK 6裹足不前。是JDK 8不够好吗？非也。盖因为求稳的他们仍然心存顾虑。即使Oracle号称这种JDK的迁移多么的平滑，多么的稳健，多数企业仍然不敢轻易做出迁移的决定。若因为迁移而带来未知的缺陷，可谓得不偿失。既然现在项目运行良好，何必冒此风险。

于是，我们这个行业因为系统的庞大而变得守旧老成，亦步亦趋。并非大家没有冒险的精神，实则是庞大的项目难以灵活地改变方向。倘若只是更新系统中的某一个库或框架，形势就截然不同了。记得在没有lambda的时代，当我们让客户看到了Guava的好处时，要引入Guava就轻而易举，真如顺水推舟了。

当我们发现某些功能具备独立和专注的特征时，都是可能做出小系统的机会。这些小系统并不一定是子系统或模块，它还可以是一个独立的应用或服务。

例如在一个税务系统中，需要生成复杂的税务报表。它的整个逻辑是相对独立的，不管是报表的动态生成，格式的转换，数据的查询以及流的处理和PDF文档的生成，都与系统其他部分关联不大。唯一可能与系统存在紧密关联的是数据库。但为了解决高峰期的性能问题，我们可以建立单独的数据提取器，又或引入流处理，定期将数据提取出来，放入内存数据库中。将这样相对独立的功能做成服务，就能够独立演化，并有效支持服务请求的可伸缩。这样的小型服务可以更灵活地应对变化。当我们发现内存数据库不能满足大量请求时，也可以轻而易举地将其迁移到NoSQL上，并根据数据的属性例如按照地域进行分区，支持水平扩展。

若要保证系统的小，我们还可以尝试使用脚本。在开发软件系统时，可以使用一些脚本语言来开发一些小工具，以应对灵活的需求变化，消除重复代码，实现某些步骤的自动化。例如用Groovy编写一些函数，用Ruby编写代码生成工具，又或者使用Gradle、SBT实现系统的自动部署，启动服务器等脚本。脚本语言具有很好的灵活性，而动态语言的特性也使得我们能够编写出短小精悍的超级小工具，甚至可以作为系统模块之间的粘合剂，如机器齿轮上的润滑油一般，让整个系统充满活力。

Russ Miles认为：团队的开发速度经常因编写代码体积和复杂度的增长而放缓。他认为组件结构在简化架构方面非常重要，并提出了Life-Preserver模型。这是一个环形结构，所有的基础设施软件都在环上处理集成，而核心业务组件在环内加入业务价值。这种模型的核心是利用事件来简化架构。

使用事件的一个显著特点是解耦，使得事件的发布者与订阅者都可以独立演化，也可以自由增加事件的订阅者数量。我们可以将事件的发布者与订阅者设计为独立的小程序，就像Unix系统中那些小工具一样，通过管道建立关联。这样的设计思想称之为EDA（Event Driven Architecture）。

当然，要做到系统的“小”，必然也是要付出代价的。奥卡姆剃刀定律认为：“若无必要，勿增实体”。剖析Kent Beck提出的“简单设计”原则，在满足了客户功能、无多余重复、清晰表达设计意图的前提下，需要遵循奥卡姆剃刀定律。盖因为系统分解得约小，就会因为“实体”数量的增加，引入额外的复杂度，包括对实体的管理、实体之间的协作等。显然，任何设计决策都有其两面性，我们需要放入到当下的上下文（Context）中做出正确的判断。正如爱因斯坦所说：“让它尽可能简单，但不要过于简单。”看来，我们对任何事情都需要把握一个“度”，水满则溢，月盈则亏，故而需要损有余而补不足。