什么是面向接口编程
“基于接口而非实现编程”这条原则的英文描述是：“Programtoaninterface,notanimplementation”。我们理解这条原则的时候，千万不要一开始就与具体的编程语言挂钩，局限在编程语言的“接口”语法中。这条原则是一条比较抽象、泛化的设计思想。
实际上，理解这条原则的关键，就是理解其中的“接口”两个字，这里的“接口”是泛指，可以理解为“抽象”。“基于接口而非实现编程”这条原则的另一个表述方式是“基于抽象而非实现编程”，后者的表述方式其实更能体现这条原则的设计初衷。落实到具体的编码，“接口”可以理解为编程语言中的接口或者抽象类。
面向接口编程的好处
在我看来，面向接口编程可以带来两大好处：解耦和提供扩展性。面向接口编程可以将接口和实现相分离，封装不稳定的实现，暴露稳定的接口。上游系统面向接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当实现发生变化的时候，上游系统的代码基本上不需要做改动，以此来降低耦合性，提高扩展性。
解耦
软件设计与开发最重要的工作之一就是应对复杂性，而控制代码复杂性最关键的就是解耦。对依赖关系复杂的软件作解耦的常用手段就是抽象和增加中间层，无论哪种手段，都体现了基于抽象而非实现编程的思想。
一个真实的典型耦合案例，就是java的logger，早些年，大家都用commons-logging、log4j并没有什么问题。然而，此处埋了一个雷一——那就是对logger实现的强耦合。当logback与log4j2出现后，情况变得复杂，程序员发现想要切换logger实现的代价非常高，为了减少应用层代码的改动，尽可能最小代价地完成logger实现切换，不得不上各种Bridge，到最后日志体系代码搞得极其复杂，没什么人看得懂。我本人在【从一个Logger异常开始梳理Java日志体系】以及【适配器模式及其在Java日志体系中的应用】这两篇博客中费了九牛二虎之力去搞清楚日志体系，各种adapter满天飞，让人眼花缭乱，下来自SL4J官网文档，展示了将其它日志框架的API转调到slf4j的API上的过程，看着就头大。
试想如果能够时光倒流，我们一开始就在应用与日志实现之间加入一层抽象，让两者解耦，应用层基于日志的抽象编程而非某一个具体的日志实现，如下所示。MyLogger接口这个关键抽象将接口和实现相分离，封装了不稳定的实现，暴露稳定的接口。应用层面向稳定的MyLogger接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当底层的Logger实现发生变化的时候，应用层的代码基本上不需要做改动，显著降低耦合性。
提供扩展性
可扩展设计，主要是利用了面向对象的多态特性，面向接口编程的思想将接口和实现分离，实现可以有N多种，上层可以按需加载最合适的那一个实现，这恰恰是良好扩展性的体现。
扩展性诉求在软件开发中无处不在，例如我要将系统产生的数据存储起来放置到如Oracle的数据库中，后来出现了IOE运动，我又要把数据放置到免费开源的MySQL数据库中。如果软件是直接基于底层存储为Oracle这个“现实”去编写的，当需要切换新的存储源时，就必须要修改应用代码了。更恰当的做法应该是定义一组接口，让不同的数据库厂商实现去实现这些接口，从而在切换配置实现的时候，应用代码不再需要更改了。
JDBC就为Java开发者使用数据库提供了统一的编程接口，它由一组Java类和接口组成，是Java程序与数据库通信的标准API。只要数据库想要和Java连接的，数据库厂商必须自己实现JDBC这套接口，数据库厂商的JDBC实现，我们就叫它此数据库的驱动。
装载MySQL驱动：Class.forName(“comysqjdbDriver”);装载Oracle驱动：Class.forName(“cojdbdriver.OracleDriver”);
// 1.加载数据访问驱动
Class.forName('com.mysql.jdbc.Driver');
//2.连接到数据库上去
Connection conn= DriverManager.getConnection('jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?characterEncoding=GBK', 'root', 'admin');
面向接口编程实现依赖倒置
依赖倒置原则的英文翻译是DependencyInversionPrinciple，缩写为DIP，依赖倒置原则的含义有两层：
高层模块不要依赖低层模块，高层模块和低层模块应该通过抽象来互相依赖。抽象不要依赖具体实现细节，具体实现细节要依赖抽象
这里“抽象”这个词是不是很熟悉，前面我们说了“基于接口而非实现编程”的真实含义就是“基于抽象编程”，而实现DIP的关键就是定义抽象，去依赖抽象而非实现，所以实现DIP的手段无它，就是面向接口编程。
DIP规则中提到了高层模块和低层模块，简单来说就是，在调用链上，调用者属于高层，被调用者属于低层。在平时的业务代码开发中，高层模块依赖底层模块是没有任何问题的，例如MVC结构的工程，从高到低，Controller层调用Service层，Service层调用Repository层，每一层各司其职。DIP原则主要用来指导框架型软件的设计。
我们拿Tomcat这个Servlet容器作为例子来解释一下，Tomcat是运行JavaWeb应用程序的容器。我们编写的Web应用程序代码只需要部署在Tomcat容器中，便可以被Tomcat容器调用执行。按照上面提到的划分原则，Tomcat就是高层模块，我们编写的Web应用程序代码就是低层模块。Tomcat和应用程序代码之间并没有直接的依赖关系，两者都依赖同一个“抽象”，也就是Servlet规范。Servlet规范只是定义并输出标准，不提供细节。而Tomcat容器和Web应用程序都去依赖Servlet规范，Web应用程序与容器之间的关系如下所示，两者解耦，都去依赖抽象，各自独立发展，只要遵守规范即可。因此容器可以有很多种，例如Jetty与JBoss也是应用广泛的Servlet容器，而Spring可以算得上是最知名的实现了Servlet规范的Web应用程序开发框架了，它帮助程序员把很多可复用的底层工作都做好了。
设计符合依赖倒置原则的单元测试框架
上面提到DIP原则主要用来指导框架型软件的设计，框架的特征就是定义很多开放接口，让应用代码去实现接口，让框架去调用应用层，应用层不要调用框架。例如Tomca调用Web应用程序，但是Web应用程序不会反过来调用Tomcat。
这里从调用链来看，明明是框架要调用应用层，对应用程序有依赖性，但是应用程序却需要根据框架层来设计，出现了「倒置」的现象，这里DIP的体现就是：高层不依赖低层，二者都依赖抽象，面向接口编程。
先写一个普通的单元测试例子，在下面这个例子中，所有的流程都由程序员来控制，测试用例的执行与测试用例的编写混合在一起，理论上程序员应该将所有的精力都集中在编写测试用例上，用例的执行逻辑千篇一律，可以统一封装到框架层去，避免一段代码重复写N次。
public class CouplingUserServiceTest {
public static boolean doTest() {
return Math.random() - 0.5 > 0;
}
/**
* 测试框架与被测试代码耦合在一起
* 下面这段执行测试用例的代码，单独分离到测试框架中更好
* 应用层专注于写测试用例即可，测试用例执行交给框架来做
*/
public static void main(String[] args) {
if (doTest()) {
System.out.println('Test succeed.');
} else {
System.out.println('Test failed.');
}
}
}
下面，我们实现一个简单的单元测试框架，框架抽象出一些接口作为扩展点，将执行测试用例的流程统一封装到一处。把这个简化版本的测试框架引入到工程中之后，我们只需要在框架预留的扩展点，也就是TestCase类中的doTest()接口方法，填充具体的测试代码就可以实现之前的功能了，完全不需要写负责执行流程的main()函数了。
public interface TestCase {
/**
* 抽象方法，交给实现类去实现细节
* @return
*/
boolean doTest();
/**
* java 8 接口默认方法
*/
default void run() {
if (doTest()) {
System.out.println(this.getClass().getName() + ' Test succeed.');
} else {
System.out.println(this.getClass().getName() + ' Test failed.');
}
}
}
定义单元测试执行类，这个类负责加载所有的TestCase实例，并执行这些用例。
public class JunitApplication {
private static final List testCases = new ArrayList<>();
// 测试用例的注册操作还可以通过配置的方式来实现，不需要程序员显示调用register()
// 以下仅为演示
static {
JunitApplication.register(new UserServiceTest());
}
public static void register(TestCase testCase) {
testCases.add(testCase);
}
public static void main(String[] args) {
for (TestCase testCase : testCases) {
testCase.run();
}
}
}
程序员专注于写各种测试用例即可。
public class UserServiceTest implements TestCase {
@Override
public boolean doTest() {
return Math.random() - 0.5 > 0;
}
}
public class OrderServiceTest implements TestCase {
@Override
public boolean doTest() {
// ...
}
}
public class AccountServiceTest implements TestCase {
@Override
public boolean doTest() {
// ...
}
}
修改后的代码，单元测试框架提供了一个可扩展的代码骨架，用来组装对象、管理整个执行流程。程序员利用框架进行开发的时候，只需要往预留的扩展点上，添加跟自己业务相关的代码，就可以利用框架来驱动整个程序流程的执行。
其实TestCase类不一定要定义成接口，也可以定义成下面这样的抽象类。用这个抽象类去代替上面的接口，其他代码无需作任务修改，可无缝衔接。这恰好验证了本文开头处所说的，基于接口而非实现编程这句话中的“接口”是泛指，不能局限地理解为编程语言的“接口”语法，而应该理解为“抽象”，具体的编码实践，就是编程语言中的接口或者抽象类。
public abstract class TestCase {
public void run() {
if (doTest()) {
System.out.println(this.getClass().getName() + ' Test succeed.');
} else {
System.out.println(this.getClass().getName() + ' Test failed.');
}
}
/**
* 抽象方法，交给子类去实现
* @return
*/
public abstract boolean doTest();
}
要为所有类都定义接口吗
理解了基于接口而非实现编程这条原则后，程序员在开发的时候，是不是任何代码都要只依赖接口，完全不依赖实现编程呢？
如果这样想就走入了另一个极端——接口满天飞导致不必要的开发负担。什么时候要为类定义接口，什么时候直接使用实现类，做决策的根本依据还是要回归到这条设计原则诞生的初衷。
这条原则的设计初衷是，将接口和实现相分离，封装不稳定的实现，暴露稳定的接口。上游系统面向接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当实现发生变化的时候，上游系统的代码基本上不需要做改动，以此来降低代码间的耦合性，提高扩展性。
从这个设计初衷上来看，如果在我们的业务场景中，某个功能只有一种实现方式，未来也不可能被其他实现方式替换，那我们就没有必要为其设计接口，也没有必要基于接口编程，直接使用实现类就可以了。
文章为作者独立观点，不代表 股票程序化软件自动交易接口观点
股民评论