混合OO和Functional设计

摘自 http://www.jdon.com/43907

面向对象定位于系统高层次，面向函数编程是定位于低层次. 来自
Tell Above, and Ask Below - Hybridizing OO and Functional Design重新定义了面向对象，纠正了以往对OO 的错误观点：

Object-orientation is better for the higher levels of a system, and functional programming is better for the lower levels. 面向对象定位于系统高层次(更靠近人)，面向函数编程是定位于低层次(更靠近机器).

文章首先各自重申定义了面向函数FP和面向对象OO 的定义：

(1)函数式编程是为了减少副作用，当没有副作用时，你就能透明引用，可以将表达式从一个地方拷贝到另外一个地方，只要给予同样输入，无论如何调用，总是给出同样的输出。这称为purity纯度。

纯度能够激活懒加载，在面向函数语言中，calling a function调用一个函数和apply a function应用一个函数意义是完全不一样的。

(2) 关于面向对象，作者引用了最初原始的对象定义：Alan Kay认为对象是道法自然处理复杂系统的方式，使用对象方式来处理复杂软件系统，在生物学中，一个有机体中有很多神经元Cell，这些神经元之间通过化学 消息进行彼此联系，这点非常类似Smalltalk 使用消息发送message send而不是功能调用functional call，两者不只是巧合。

对象结构的好处是它更显式强调Play，而不是Player，正如Alan Kay认为：消息比对象本身更加重要(banq注：JdonFramework基于事件 消息的特性反映了OO 本质)，这在生物学也同理，你不可能通过杀死一个Cell来搞垮整个有机体，这就证明了越接近Erlang的处理模型就越是典型的面向对象系统。

早在2000年, Dave Thomas 和 Andy Hunt写了一段设计指导，称为‘Tell, Don’t Ask.’(只是告诉交代，别索要)，当你吩咐对象应该为你做什么即可，而不是让他们带着他们数据，由你来处理这些数据，这样才会带来完美的封装。 (banq注：因为对象只要您吩咐一身，就自己内部搞定了。)

在生物学中，神经元之间化学消息是异步的，一个神经元发送消息并不会堵塞直 至接受到消息，但是，目前很多典型的面向对象系统是这样的(通常的方法调用就是这样，调用者堵塞直至被调用者的方法处理完毕)，当我们调用另外一个对象的 方法，必须在那里等待直至那个对象的方法返回一个结果给我们，其实我们还有其他事情要做，对象很忙，这种同步方式调用实际侵犯了 'Tell, Don't Ask'原则, 因为，等待返回结果是典型的‘ask’（索要结果）。

如果我们认为面向对象OO 类似生物神经元，那么目前我们大多数所谓OO 技术是错误的. 在这些编程语言如Java .NET中有类和对象，但是一旦我们实现同步方法调用，这些概念就不再是他们名字那样了，名非名了。

那么有比这些所谓OO 更加真正OO 吗？是的，IT架构中的消息系统。

前面文章提到：消息系统才是真正的OO 。下面以代码说明：

Class A{
  void
 m(){
  }
}
Class B{
   void
 m1(){
      ...
      a.m(); //同步堵塞方法


      ...
   }
}

代码中，B对象中a.m()就是上文提到的同步堵塞方法，B在这里Ask索要A的m方法结果，自己的事情干不了，这是不符合类似神经元的工作原理，如果真是这样，可能是神经病的表现了。

那么，异步方法如何实现呢？Erlang或Scala的trait都能够优雅实现，而在Java中，可以使用基于Disruptor的Jdonframework 实现，具体可见：
非堵塞并发编程

以上B代码使用Jdon框架改写大概如下：

@Send ("事件名称")
a.m();

通过元注解即可完成异步方法调用。

真正OO 应该是异步消息交互的，这点在UML的顺序图中也是如此，如下图：





[该贴被banq于2012-04-23 13:16修改过]

综上所述，我们在看面向对象设计和函数编程时，他们其实是不矛盾，有并行存在的部分。

OO最适合Tell吩咐，当你吩咐时，对象封装切分其实最大化解耦实体之间的耦合，为了进一步防止耦合，你必须让你的消息异步发送。这些都是通过 tell 模型做到的.

函数编程FP最适合ask索取. 其实在纯函数编程中，如果一个函数方法不返回任何结果几乎是毫无意义的，除非是为了考虑副作用(边际影响)，函数化Functional纯洁性purity将会激活懒加载，这非常类似OO 中激活异步一样。(banq注：在JdonFramnework中，可以用事件 实现消息发送，也可以实现懒加载，特别是数据库数据懒加载。)

好了，如果我们接受这些预设，那么我们如何组织我们的系统呢？

假设顶层有一个函数式层，当里面的表达式被演算后，执行消息的发送，但是这会造成系统理解上的问题，也会产生副作用，破坏函数的纯洁性。

那么有没有其他方向呢？ 如果我们将对象层放在顶部，允许对象使用底部的函数片段？这好像真的没有什么问题。无副作用的函数适合内部机制，面向对象非常适合高层，能够解耦信息系统是最重要的。

现在有一个疑问，象Scala这样允许程序在任何抽象层次混合对象和函数，甚至你能够使用函数进行查询过滤对象，微软的LINQ技术也是在对象层面上建立函数层面，这些好像违背上面的预设。

无论如何，我们已经知道，真正的面向对象在现代软件架构中是存在服务或消息层面，那么在这样架构下，非常适合“tell above , ask below.”在上面吩咐，在下面索要。