耦合是指两个或多个系统间相互影响的程度,通常是指一个系统对于另一个系统的依赖程度。耦合从低到高的概念是指系统间的联系程度,其影响因素包括数据交互、代码依赖、通信引用等。在计算机领域中,耦合从低到高是建立健壮系统的一种重要手段。
一、数据耦合
系统间的第一个联系方式是通过数据交互实现的。数据耦合是指两个或多个系统之间的数据传输,比如接口调用或数据库的共享。当一个系统需要从另一个系统的接口获取数据时或更新对方的数据时,数据的源和目的地就耦合在一起了。数据耦合实质上是通过数据来传播信息或状态。与信息无关的实时耗时或与计算机 PC 的硬件不兼容性的问题,都无法通过简单的数据传输解决。
二、控制耦合
在一些设计中,另一个系统的功能或行为对一个系统的实现方案具有决定性作用,从而产生了控制耦合。控制耦合描述的是系统之间为了满足某些需求而对另一个系统实现方案的强制性影响。控制耦合的实例包括通过一些调用或者操作来修改或调用对方的状态或操作。这种诱导是指改进方案需求的路径通勤率,以获得更优的绩效。为了减少控制耦合,我们可以尝试通过约定接口或者更为抽象的编程方法来限制我们对其他系统的决策,减少接口的耦合。
三、阶层耦合
当一个系统向另一个系统提供服务时,它们会在某些方面彼此交互,这就是阶层耦合方式。阶层耦合是指系统之间通过复杂的层次结构互相补充的联系程度。阶层耦合的实例是指调用接口从下向上的传递数据,形成一个层次化的执行连接。阶层耦合是许多系统间联系中最常见和自然的方式,但也是导致系统耦合度过高的几种情况之一。
四、消息耦合
有时一个系统会向另一个系统发送消息,然后这些消息被另一个系统接受,这是一种特殊的耦合,称为消息耦合。消息耦合通过明确定义的消息接口来定义发送消息的系统和接收消息的系统之间的交互。消息耦合的优点在于它将系统间的联系拉平,减少了系统之间的层级关系,从而可以减少阶层耦合带来的影响。
五、共享耦合
当几个系统共享同一资源或者 API 时,它们就有了互相的耦合,我们把它叫做共享耦合。共享耦合是一种非常常见的耦合方法,它几乎在所有系统之间都存在。共享耦合的实例有共用数据库、共用 API 接口、共用代码库等等。虽然共享耦合是一种非常常见的耦合方法,但它常常会引发一系列问题,例如冲突问题、版本问题等等。
从上述讨论中可以看出,提高系统内部复杂度和缩小对其它系统(或组件)的依赖程度是减少耦合度最好的手段之一。当然系统内部的耦合同样可能使系统难以理解和维护,所以必须在正确的水平上去处理使用。
本文通过数据交互、控制耦合、阶层耦合、消息耦合和共享耦合这五个方面讨论了耦合从低到高的概念。除此之外,文章还提到了一些方法来减少耦合度,如约定接口、抽象编程和提高系统内部复杂度等。对于系统设计师来说,了解耦合的不同方式和减少耦合度的方法,可以帮助他们设计更健壮的系统。
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