系統(tǒng)架構(gòu)師談企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)之系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與原則2
一、上章回顧
上章《系統(tǒng)架構(gòu)師談企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)之系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與原則1》我們主要講述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與原則中的具體原則與規(guī)范。如何實(shí)現(xiàn)滿足規(guī)范的設(shè)計(jì)，我們也講述了通過分離功能點(diǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)，而在軟件開發(fā)過程中的具
體實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單的分為面向過程與面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，而目前更多的是面向?qū)ο蟮拈_發(fā)設(shè)計(jì)方式。具體的內(nèi)容請(qǐng)看下圖：
上圖描述了軟件設(shè)計(jì)的原則：低耦合，高內(nèi)聚，并且簡(jiǎn)單說明了，如何實(shí)現(xiàn)這2個(gè)原則，通過分離關(guān)注點(diǎn)的方式。我們把功能稱之為關(guān)注點(diǎn)。
二、摘要
本文將通過實(shí)例來講解如何通過分離功能點(diǎn)，并且講解分離關(guān)注點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意的問題。比如說一些相關(guān)的重要部分的內(nèi)容。分離功能點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)軟
件功能的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)，隨著軟件復(fù)雜度的不斷提高，傳統(tǒng)分離關(guān)注點(diǎn)的技術(shù)是只從一種方式去分離關(guān)注點(diǎn)，例如按照功能或者按照結(jié)構(gòu)等等，使得越來越多的關(guān)注點(diǎn)
得不到有效、充分的分離。因此有效、充分的分離關(guān)注點(diǎn)就是我們更好的實(shí)現(xiàn)軟件功能的重要標(biāo)準(zhǔn)，那么我們?nèi)绻雽?shí)現(xiàn)這個(gè)目的，就必須對(duì)軟件同時(shí)從多種方式進(jìn)行
分解，因?yàn)榉纸獾脑皆敿?xì)，那么系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就越清晰，那么就更容易滿足設(shè)計(jì)原則需求。通過分離關(guān)注點(diǎn)能夠使軟件的復(fù)雜度降到***，同時(shí)可理解性得到提高。
本文將會(huì)舉例說明如何同時(shí)按照多種方式去分離關(guān)注點(diǎn)。因?yàn)楸疚闹械膬?nèi)容都是本人對(duì)工作過程中的經(jīng)驗(yàn)與總結(jié)，不足之處在所難免，還請(qǐng)大家多多提出自己的
意見和建議，錯(cuò)誤之處，在所難免，請(qǐng)大家批評(píng)指出。
三、本章大綱
1、上章回顧。
2、摘要。
3、本章大綱。
4、分離關(guān)注點(diǎn)的多種方式。
5、相關(guān)設(shè)計(jì)方法。
6、本章總結(jié)。
7、系列進(jìn)度。
8、下篇預(yù)告。
四、分離關(guān)注點(diǎn)的多種方式
我的理解是分離關(guān)注點(diǎn)(功能點(diǎn))的方式有以下幾種及每種劃分的原則，下面我們將會(huì)講解如何按照不同的方式去劃分一個(gè)系統(tǒng)，通過抽象功能點(diǎn)來降低軟件系統(tǒng)的
復(fù)雜度，并且提高系統(tǒng)的可理解度。
1、按模型來劃分
這里的模型劃分分為概念模型與物理模型：當(dāng)然這里的概念模型就是抽象模型，例如我們平時(shí)說的功能的分離，我們以B2C的產(chǎn)品管理來說吧，產(chǎn)品管理里面
至少擁有的功能是選擇產(chǎn)品分類，選擇產(chǎn)品單位，產(chǎn)品的擴(kuò)展屬性，產(chǎn)品的所屬品牌等相關(guān)屬性信息。那么我們閑來說說概念模型就是說是抽象模型，那么我們通過圖
形化的方式來描述
這是添加一個(gè)產(chǎn)品必須具備的四個(gè)相關(guān)功
能點(diǎn)的分離。
那么我們?cè)谖锢砟Ｐ蜕先绾稳?shí)現(xiàn)產(chǎn)品管理的物理模型呢？下面我們來看看。
簡(jiǎn)單的解釋就是具體的每個(gè)功能點(diǎn)的具體業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)模型，物理模式是概念模型的實(shí)現(xiàn)。
2、按層次來劃分
層次可以簡(jiǎn)單的分為分層分離的方式與橫切分離的方式，那么來舉例說明，我們都知道橫切和縱切，就是說看待的問題的角度，下面來舉例說明如何以這2種
方式來分離功能點(diǎn)。
當(dāng)然我們這里仍然以B2C系統(tǒng)為例來說明這樣的情況。我們這里先來看分層分離的方式來處理。
我們的B2C可以簡(jiǎn)單按照如下方式進(jìn)行分層，業(yè)務(wù)邏輯層與界面通過服務(wù)層來調(diào)用，這樣可以避免UI層與業(yè)務(wù)層之間的耦合，而業(yè)務(wù)
邏輯層通過數(shù)據(jù)訪問層與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。當(dāng)然可能我這里的部分設(shè)計(jì)還存在不合理之處，還請(qǐng)大家多多提出寶貴意見，好讓這個(gè)設(shè)計(jì)更加完善。
那么我們下面來看下橫切分離方式的情況，我們知道，我們系統(tǒng)中可能會(huì)對(duì)管理員或者任何操作人員的操作的詳細(xì)信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，那么我們
就會(huì)通過日志的方式來處理,橫切的方式就是系統(tǒng)從頭到尾的任何一個(gè)功能處都會(huì)用到，這是一個(gè)橫向分離關(guān)注點(diǎn)的過程。那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)系統(tǒng)操作日志時(shí)就會(huì)記錄相應(yīng)
的操作日志或者系統(tǒng)的錯(cuò)誤日志等等相關(guān)信息。
操作日志與錯(cuò)誤日志貫穿每個(gè)分層結(jié)構(gòu)、分離關(guān)注點(diǎn)橫向分離的方法實(shí)現(xiàn)就是AOP(面向方面編程)。當(dāng)然我們后面會(huì)介紹AOP的具體實(shí)現(xiàn)方式細(xì)節(jié)。
五、相關(guān)設(shè)計(jì)方法
本節(jié)將會(huì)詳細(xì)的闡述分層與橫切分離關(guān)注點(diǎn)的二種編程方式的實(shí)現(xiàn)，通過編程方法實(shí)現(xiàn)關(guān)注的不同切面來分析設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)。這里介紹的二種編程方法是面向
對(duì)象的編程方法實(shí)現(xiàn)分層方式的分離關(guān)注點(diǎn)與面向切面的編程方法實(shí)現(xiàn)橫切分離關(guān)注點(diǎn)的方式。
1、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)
首先、面向?qū)ο笞鳛橐环N編程思想，我想在園子里面的大多數(shù)同仁都比較熟悉，我這里也不詳細(xì)談面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，這里我們只是談?wù)劽嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)中的幾個(gè)
原則和需要注意的方面。
我們知道面向?qū)ο蟮木幊趟枷胧前咽澜缛f物都看作是對(duì)象，而復(fù)雜的功能可以看作對(duì)象與對(duì)象之間的關(guān)系組成。那么我們?cè)诜蛛x關(guān)注點(diǎn)后，那么每個(gè)關(guān)
注點(diǎn)可以進(jìn)一步細(xì)化為多個(gè)對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系。
那么我們來看看面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本的原則，并且分別的舉例說明：
a、首先必須先從分離關(guān)注點(diǎn)中分析出對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系。例如我們以B2C系統(tǒng)中的店鋪管理來說。
圖中簡(jiǎn)單描述了店鋪管理中應(yīng)有的對(duì)象。
圖中簡(jiǎn)單的描述了對(duì)象之間的關(guān)系，店鋪信息依賴店鋪等級(jí)與店鋪類型信息，店鋪認(rèn)證信息
依賴店鋪信息。
b、對(duì)象分離出來之后，那么我們先來看看對(duì)象對(duì)應(yīng)的類的幾個(gè)相關(guān)原則：
(1)、(SRP)單一職責(zé)原則,簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)類只提供一種功能和僅有一個(gè)引起它變化的因素。如果我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)類具有多個(gè)引起它變化的因素時(shí)就必須想辦
法拆分成單獨(dú)的類。下面來舉例說明。我們這里以O(shè)RM中的實(shí)體接口層來說。
public interface IEntity
{
/// <summary>
/// 保存
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Save();
/// <summary>
/// 刪除
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Delete();
/// <summary>
/// 寫入日志信息
/// </summary>
/// <param name="message">寫入信息</param>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int WriteLog(string message);
}
很明顯這里的寫入日志與前面的對(duì)實(shí)體的持久化的操作明顯不搭邊，這樣的可能會(huì)造成2中引起類發(fā)生改變的因素時(shí)就必須分離，那么就必須把它抽出來，單獨(dú)定義一個(gè)接口。修改后結(jié)果如下：
public interface IEntity
{
/// <summary>
/// 保存
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Save();
/// <summary>
/// 刪除
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Delete();
}
public interface Logger
{
/// <summary>
/// 寫入日志信息
/// </summary>
/// <param name="message">寫入信息</param>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int WriteLog(string message);
}
(2)、(OCP)開發(fā)封閉原則：簡(jiǎn)單來說就是不能修改現(xiàn)有的類，而需要在這個(gè)類的功能之上擴(kuò)展新的功能，這時(shí)通過開放封閉原則來實(shí)現(xiàn)這樣的要求。該原則使我
們不但能夠擁抱變化，同時(shí)又不會(huì)修改現(xiàn)有的代碼。而這個(gè)原則的實(shí)現(xiàn)可以簡(jiǎn)單來說就是我們將一系列發(fā)生變化的類的行為抽象為接口，然后讓這些類去實(shí)現(xiàn)我們定義
的接口，調(diào)用者通過接口進(jìn)行操作。例如我們以MP3播放器來說。
public interface IMP3
{
/// <summary>
/// 播放
/// </summary>
/// <returns>返回操作是否成功</returns>
bool Play();
/// <summary>
/// 停止
/// </summary>
/// <returns>返回操作是否成功</returns>
bool Stop();
}
定義2個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)
/// <summary>
/// 臺(tái)電播放器
/// </summary>
public class TD : IMP3
{
#region IMP3 成員
public bool Play()
{
return true;
}
public bool Stop()
{
return true;
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 惠普播放器
/// </summary>
public class HP : IMP3
{
#region IMP3 成員
public bool Play()
{
return true;
}
public bool Stop()
{
return true;
}
#endregion
}
通過一個(gè)測(cè)試類來模擬接口調(diào)用，通過依賴注入的方式實(shí)現(xiàn)。
public class Test
{
IMP3 mp3 = null;
public Test(IMP3 mp)
{
mp3 = mp;
}
public bool Play()
{
return mp3.Play();
}
public bool Stop()
{
return mp3.Stop();
}
}
具體的測(cè)試代碼我就不書寫了，我想大家都知道了。
(3)、(LSP)替換原則：簡(jiǎn)單的來說就是基類出現(xiàn)的地方，擴(kuò)展類都能夠進(jìn)行替換，那么前提就是我們不能修改基類的行為。也就是說基類與擴(kuò)展類可以互相相
容。在面向?qū)ο笾锌赡軙?huì)認(rèn)為很容易實(shí)現(xiàn)，不過我們要注意有時(shí)候我們從父類中繼承的行為有可能因?yàn)樽宇惖闹貙懚l(fā)生變化，那么此時(shí)可能就不滿足前面說的不改變
基類本身的行為。我們最熟悉的多態(tài)其實(shí)這樣的情況就不滿足這個(gè)原則。需要注意的時(shí)，對(duì)調(diào)用者來說基類與派生類并不相同,我們簡(jiǎn)單來說明。
public class Test
{
private int tempValue=0;
public void TestA()
{
tempValue = 2;
}
public virtual void TestB()
{
tempValue = 9;
}
}
public class Test1 : Test
{
public override void TestB()
{
//如果調(diào)用該方法，那么tempValue的值可以和基類中的得到的值是相同的，如果不顯示的調(diào)用幾類方法，那么這個(gè)值將丟失
//則不滿足替換原則。
base.TestB();
}
}
通過上面的簡(jiǎn)單代碼可知，里氏替換原則中需要注意的地方：當(dāng)對(duì)具有virtual關(guān)鍵字和saled關(guān)鍵字的類或者方法需要特別注意，因?yàn)檫@些關(guān)鍵字會(huì)對(duì)繼承類的
行為造成一定的影響，當(dāng)然上面的例子中只是說了重寫的情況，還有new的情況，就是把父類中的方法隱藏，同樣都是不滿足里氏替換原則的。本例中我們的
tempValue是私有類型的變量，那么在基類中可以訪問到，派生類中卻無法訪問，所以我們要注意，在處基類替換時(shí)需要注意繼承的成員函數(shù)的訪問域，建議的方式是
虛方法訪問的類的成員變量盡量使用保護(hù)類型，這樣可以防止丟失的情況。當(dāng)然基類中有虛方法訪問了基類中定義的私有變量，那么如果在繼承類中如果想不丟失該基
類中該虛方法對(duì)其內(nèi)部的私有變量的訪問，那么可以在繼承類中通過“base.(函數(shù)名)”的形式來顯示調(diào)用基類方法，可以保持基類的行為。
(4)、(DIP)依賴倒置原則：簡(jiǎn)單來說就是依賴于抽象而不應(yīng)該依賴于實(shí)現(xiàn)，這樣的目的就是降低耦合性。簡(jiǎn)單的來說就是讓二個(gè)類之間的依賴關(guān)系通過接口來解
耦，讓一個(gè)類依賴一個(gè)接口，然后讓另外一個(gè)類實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，通過構(gòu)造注入或者屬性注入的方式來實(shí)現(xiàn)依賴。簡(jiǎn)單來說就是抽象不依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)依賴于抽象。下
面我們來舉例說明：
/// <summary>
/// 汽車制動(dòng)系統(tǒng)
/// </summary>
public interface IControl
{
int UpSpeed();
bool Brake();
}
/// <summary>
/// 其他服務(wù)
/// </summary>
public interface IServer
{
bool Radio();
bool GPS();
}
具體的使用
/// <summary>
/// 汽車
/// </summary>
public class Car
{
private IControl control = null;
private IServer server = null;
public Car(IControl con, IServer ser)
{
control = con;
server = ser;
}
public void Start()
{
control.UpSpeed();
}
public void Play()
{
server.Radio();
}
public void Map()
{
server.GPS();
}
}
上面簡(jiǎn)單的舉例說明，并沒有給出具體的實(shí)現(xiàn),只要實(shí)現(xiàn)上面的2個(gè)接口即可，這里就不詳細(xì)說明了，希望大家能夠明白。錯(cuò)誤之處還請(qǐng)大家指出。
(5)、(ISP)接口隔離原則：簡(jiǎn)單的來說就是客戶不關(guān)心細(xì)節(jié)的東西，他就只關(guān)心自己能夠得到的服務(wù)，而面向?qū)ο蟮脑瓌t我想大家都知道，通過接口的方式來提
供服務(wù)。因此我們提供給客戶的是一系列的接口,那么這樣就具有很好的低耦合性。我們來簡(jiǎn)單的舉例說明：以O(shè)RM中的簡(jiǎn)單的持久化操作來說
public interface IORM
{
/// <summary>
/// 保存
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Save();
/// <summary>
/// 刪除
/// </summary>
/// <returns>返回影響的行數(shù)</returns>
int Delet();
/// <summary>
/// 獲取所有列表
/// </summary>
/// <returns>返回一個(gè)DataTable</returns>
DataTable GetList();
}
這里我們讓一個(gè)實(shí)體來繼承實(shí)現(xiàn)。
public class ORM : IORM
{
#region IORM 成員
public int Save()
{
return 1;
}
public int Delet()
{
return 1;
}
public System.Data.DataTable GetList()
{
return new System.Data.DataTable();
}
#endregion
}
業(yè)務(wù)層的實(shí)現(xiàn)
public class Entity
{
private IORM orm = null;
public Entity(IORM orm1)
{
orm = orm1;
}
public int Save()
{
return orm.Save();
}
public int Delete()
{
return orm.Delet();
}
}
這里我就不貼出來測(cè)試代碼的實(shí)現(xiàn)了，后面我會(huì)把代碼貼出來下載，如果有興趣的同仁可以下載看看。當(dāng)然我這里只是拋磚引玉，不足之處，還請(qǐng)大家多多
指出。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中還有很多的原則，這里也不會(huì)一一復(fù)述。這里只是冰山一角，還希望大家多多提出寶貴意見。
2、面向切面編程
面向切面編程，其實(shí)就是面向方面編程，其實(shí)這個(gè)概念很早之前就提出了，但是并沒有廣泛的流行，這個(gè)是比較讓人不解的地方，我平時(shí)其實(shí)使用的也是比
較少的。不過我們?cè)谙到y(tǒng)架構(gòu)中卻是非常有用，特別是在關(guān)注點(diǎn)的分離的過程中起到很大的作用。AOP的主要目的呢，是將橫切的關(guān)注點(diǎn)與核心的分層形式的或者說是
功能組件的分離。下面我們來看看AOP中的如何實(shí)現(xiàn)方面編程。
面向方面編程中的方面并不是直接有編譯器來實(shí)現(xiàn)，而是通過某種特殊的方式將方面合并到常規(guī)的源代碼中，然后通過編譯器編譯的方式。我們知道一個(gè)方
面就是一個(gè)橫切關(guān)注點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)方面的過程中，我們通常需要定義連接點(diǎn)與基于這個(gè)連接點(diǎn)上的通知來完成。下面我們來看看AOP的處理源代碼的模型：
AOP一般都是有框架提供注入的功能，而這里的代碼注入功能與我們?cè)诿嫦驅(qū)ο蟮囊蕾囎⑷氩煌＿@里的注
入是將方面的代碼植入到常規(guī)代碼片段中。
下面我們先來介紹AOP中的連接點(diǎn)與通知。
連接點(diǎn)：用來標(biāo)識(shí)某個(gè)類型中的植入某個(gè)方面的位置，而連接點(diǎn)可以是某個(gè)方法的調(diào)用，屬性訪問器，方法主體或者是其他。連接點(diǎn)一般用來標(biāo)識(shí)注入某個(gè)
方面的類型中的代碼位置。
通知：用來標(biāo)識(shí)注入到類型中植入方面的具體的代碼。簡(jiǎn)單來說就是要注入的方面代碼。
目前在.NET中已提供AOP的植入基礎(chǔ)功能。PIAB就是AOP在.NET下的一種實(shí)現(xiàn)方式。下面我們來簡(jiǎn)單的說說，當(dāng)然園子里面不少的大牛也討論過這個(gè)
PIAB的相關(guān)介紹及用法。大家可以參考這些作者的文章。
一般我們?cè)?NET平臺(tái)下有2種注入方面代碼的方式，下面以圖例來說明：
可能具體的實(shí)現(xiàn)方案這里枚舉的并不全面。但是一般采取植入的方式就這2類了，運(yùn)行期實(shí)現(xiàn)的方案較多，編譯期實(shí)現(xiàn)則需要有第三方提供方面植入工具，
完成編譯前的代碼植入，并且必須保證植入的代碼是可以編譯通過的。
如果想詳細(xì)了解PIAB請(qǐng)參考 ：大牛 Artech的PIAB系列 《EnterLib PIAB深入剖析》系列博文匯總。
六、本章總結(jié)
本章詳細(xì)的闡述了軟件設(shè)計(jì)的規(guī)范與原則的實(shí)現(xiàn)方式,通過面向?qū)ο笈c面向方面編程來分離實(shí)現(xiàn)關(guān)注點(diǎn)，并且在實(shí)現(xiàn)過程中遵循的原則等。并且分析了分離關(guān)注點(diǎn)
中的分離方法與角度，通過多種方式及多角度的分離關(guān)注點(diǎn)，當(dāng)然本文只是拋磚引玉，不足之處，還請(qǐng)大家多多提出寶貴意見。鄙人將在后續(xù)文章中持續(xù)改進(jìn)，謝謝！ 下載：點(diǎn)擊下載
作者：CallHot-何戈洲
出處：http://www.cnblogs.com/hegezhou_hot/
關(guān)于作者：專注于微軟平臺(tái)項(xiàng)目架構(gòu)、管理和企業(yè)解決方案。熟悉設(shè)計(jì)模式、極限編程、架構(gòu)設(shè)計(jì)、敏捷開發(fā)和項(xiàng)目管理。現(xiàn)主要從事WinForm、ASP.NET、等方面的項(xiàng)目開發(fā)、架構(gòu)、管理工作。如有問題或建議，請(qǐng)多多賜教！
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