如何理解高内聚、低耦合

首先需要理解高内聚、低耦合各自的意义。注意在不同的领域它们的意义是不同的。本文中主要描述的是它们在软件工程领域中的意义。

耦合：简单来讲可以理解为元素之间的依赖度。 这个依赖度往往决定于元素间进行依赖的方式。 如： 排课服务，排课时需要依赖老师的一些信息（职级，育龄等）， 是通过教师服务接口依赖，还是公用库依赖，其耦合度是不一样的。

耦合越强，说明元素间关系越紧密， 元素之间越不能离开其依赖元素而存在或运行， 且替换其依赖越困难。另外耦合也是因存在依赖而存在， 所以软件工程中会说降低耦合，而不是去耦合。这里的元素可以是系统，服务、 组件， 模块，类，甚至是方法。软件工程中不同角色关注的元素不一样。如架构师主要关心系统、组件间耦合度、 初级开发主要关心类、方法的耦合。因此，耦合情况可以是评价软件工程各个角色工作质量的一个重要指标。耦合按从弱到强的顺序可分为以下几种类型：

• 非直接耦合：两模块间没有直接依赖关系，依赖完全是通过主控制模块对依赖模块调用来实现的。面向抽象编程， 能做到具体实现的变更，不影响主模块。
• 数据耦合：一个模块访问另一模块，彼此间通过简单数据参数来交换输入、输出信息。这里的简单数据参数不同于控制参数、公共数据结构或外部变量。如Java 中方法参数为值时
• 标记耦合：如一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，不是简单变量。 如Java 中方法参数为类引用时。　
• 控制耦合：一个模块通过传递开关、标志、名字等控制信息，明显的控制选择另一模块的功能。常见的有直接使用其他模块标志字段做逻辑控制。

• 外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数传递该全局变量的信息。

• 公共耦合：一组模块都访问同一个公共数据环境。该公共数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。 公共配置就是常见的公共耦合。 如Nacos 公共配置， 这个配置建立目的就是建设重复配置，简化各项目配置项，但当多个模块或多个服务都使用到该配置时，配置变更就需要关注各使用模块。如默认的数据库连接池配置，默认的注册中心配置等。

• 内容耦合：一个模块直接修改另一个模块的数据，或直接转入另一个模块。最常见的就数据库表共用，如排课服务直接调用教师服务库中教师信息表来获取教师职级信息。这会导致教师服务变更需要考虑到排课服务，排课服务也可能要因为教师服务变更而变更。

在设计或编码过程，会发现要降低耦合，经常会增加实现的复杂度。如内容耦合，要降低耦合，就需要在模块A中提供符合模块B的业务能力的接口。所以在实际的编码和设计过程中，还是需要更加项目实际情况，选择适当耦合方式。

内聚： 可以简单理解为模块内各元素间是强耦合的， 其对外提供的能力是单一的，即职责单一。

单一，不是说一定是只有一个功能，也可以是一类。如： 一个排课服务，其提供排课申请，排查查询，排课变更等一类功能接口。

与耦合不同，内聚有“模块内”这个前提。内聚程度越高，说明模块内各元素关联度越高，元素间关系越强，说明模块划分的越合理，这里的模块同样可以是系统，服务、 组件， 模块，类，甚至是方法。内聚也有按程度低到高几种分类：

• 偶然内聚: 指一个模块内的各处理元素之间没有任何联系。
• 逻辑内聚: 指模块内执行几个逻辑上相似的功能，通过参数确定该模块完成哪一个功能。
• 时间内聚: 把需要同时执行的动作组合在一起形成的模块为时间内聚模块。
• 通信内聚: 指模块内所有处理元素都在同一个数据结构上操作（有时称之为信息内聚），或者指各处理使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据。
• 顺序内聚: 指一个模块中各个处理元素都密切相关于同一功能且必须顺序执行，前一功能元素输出就是下一功能元素的输入。
• 功能内聚: 最强的内聚，指模块内所有元素共同完成一个功能，缺一不可。与其他模块的耦合是最弱的。

从分类可以看出，内聚是评估我们划分服务，模块，类甚至方法是否合理的重要指标。高内聚可以提升模块的鲁棒性，可靠性，可重用性，可读性等优点。

所以我们在说高内聚低耦合时，实际指的是模块间耦合性低， 但模块内的内聚度高。从软件生命周期可知，很多软件的维护期是远远高于其他周期的，而系统的维护的难易程度很大程度决定于系统的可扩展性，可重用性，及可测试性。而符合高内聚低耦合的系统，直观表现上有模块划分合理，模块本地的重用性好， 模块间耦合度低，替换难度低， 易扩展，易测试。

另外，需注意的一点从耦合、内聚定义可知，做好系统的高内聚低耦合，不是仅取决于系统架构师， 而是所有参与系统设计、研发编码的所有人员有关， 只是架构师或系统设计人员的影响会更大点而已。 那如何做好高内聚低耦合呢， 就技术本身没有固定方法，往往需要根据实际需求将高内聚低耦合作为目标，选择或组合适当的设计模式来实现。 对于开发来说，学习设计模式比较重要，但熟悉设计模式六大原则，然后根据设计原则灵活组合设计模式更重要。另外对于实际项目来说，内聚耦合不仅依赖于开发或架构技术水平， 还于项目的周期长短，可投入资源多少，项目性质有关系， 这也是为什么要求设计人员有实际项目经验的原因。