读书笔记《面向模式的软件架构——模式系统》

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一、模式

1.1 模式是什么

​软件架构模式描述了在特定设计情形下反复出现的设计问题，并提供了已得到充分证明的通用解决方案摘要。解决方案摘要描述模式的组件、组件的职责和关系，以及这些组件协作的方式。

1.2 模式内容

​每个模式包含3部分：背景、问题、解决方案。

背景

​几乎不可能找出模式适用的所有情形，背景是将可能出现这种问题的已知情形悉数列出。

​如：开发带人机界面的软件。

问题

​阐述要解决的问题，描述解决问题要考虑的各种条件（作用力）。作用力可能互补，也可能互斥。

​如：MVC模式解决用户界面频繁变更的问题，让变更用户界面更容易，且不影响软件的核心功能。

解决方案

​模式提供的是解决方案纲要，而非详尽的解决方案内容。

​解决方案使用特定的结构描述组件和组件之间的关系，说明运行阶段的行为。

​如：MVC模式解决方案：将交互式应用程序分成三部分——处理、输出和输入。控制器接受输入，将输入事件转换为服务请求，发送给模型或视图。

1.3 模式类型

​模式分为三类：架构模式、设计模式、成例。

1.3.1 架构模式

​架构模式描绘基本的软件系统组织纲要，提供了一组预定义的子系统，指出这些子系统的职责，包含用于对子系统间关系进行组织的规则和指南。例如：MVC模式。

1.3.2 设计模式

​设计模式提供了对软件系统的子系统、组件或它们之间关系进行改进的纲要，描绘了对彼此通信的组件进行组织的常见结构，可解决特定背景下的一般性设计问题。

例如：观察者（Observer）模式，也称为发布订阅（Publisher-Subscriber）模式。

1.3.3 成例

​成例是一种低层的模式，针对的是特定编程语言。成例阐述如何使用给定语言的功能来实现组件间关系的特定方面。例如：JavaScript中的闭包。

1.4 模式之间的关系

​一句话概括：模式可变形，多个模式可组合

1.5 模式的描述

​给定本书描述模式所使用的更详细的描述模板

1.6 模式与软件架构

​判断模式成败的重要标准：在多大程度上实现了软件工程的目标

1.6.1 作为思维构件的模式

​模式致力于实现一个重要的软件架构目标：打造具有指定特征的软件架构。

1.6.2 打造异质架构

​单个模式只能帮助设计应用程序的某个方面，可选的模式越多，能解决的设计问题就越多。为有效的使用模式，需要将他们组织成模式系统。

​模式系统统一地描述一系列模式，将这些模式分类，指出这些模式之间错综复杂的关系。模式系统有助于充分发挥一系列模式的整体威力。

1.6.3 模式与方法

​模式描述包含实现方法。

1.6.4 实现模式

​要实现模式，不必使用特定的范式或语言，可结合使用模式和任何编程范式来打造软件架构。

1.7 总结

​模式提供了一个思维工具库（mental toolbox），有助于打造满足需求的软件。

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二、架构模式

架构模式描绘了软件系统的基本结构组织方案，提供了一组预定义的子系统，指定了这些子系统的职责，并包含对子系统间关系进行组织的规则和指南。

本章介绍8个架构模式：分层（Layers）、管道和过滤器（Pipes and Filters）、黑板（Blackboard）、中间人（Broker）、模型—视图—控制器（Model-View-Controller）、表示—抽象—控制（Presentation-Abstraction-Control）、微核（Microkernel）、反射（Reflection）。

2.1 导言

每个架构模式都有助于获得特定的系统整体特征。可根据模式有助于实现的特征对它们进行分类，本章将架构模式分为四类：

• 从混乱到有序

  这类模式有助于避免组件过多。有助于以可控的方式将任务分解成相互协作的子任务。

  包括分层、管道和过滤器、黑板模式。

• 分布式系统

  这类只包含一个模式：中间人模式。

• 交互式系统

  MVC模式和PAC模式。

• 可适应系统

  反射、微核模式。

选择一个或多个架构模式只是软件系统架构设计的第一步。

2.2 从混乱到有序

• 分层模式有助于将应用程序划分为多组子任务，其中每组子任务都位于特定抽象层。
• 管道和过滤器模式提供的结构适用于处理数据流的系统。每个处理步骤都封装在一个过滤器组件中，而数据传过相邻过滤器之间的管道。
• 黑板模式适用于没有确定解决策略的问题。在这种模式中，多个专用子系统相互协作，提供粗略的解决方案。

2.2.1 分层模式 #22

2.2.2 管道和过滤器模式 #23

2.2.3 黑板模式 #24