嵌入式框架設(shè)計(jì)中的四種常用模式
1. 模板方法模式
模板方法模式是框架中最常用的設(shè)計(jì)模式。其根本的思路是將算法由框架固定,而將算法中具體的操作交給二次開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)。例如一個(gè)設(shè)備初始化的邏輯,框架代碼如下:
TBool CBaseDevice::Init()
{
if ( DownloadFPGA() != KErrNone )
{
LOG(LOG_ERROR,_L(“Download FPGA fail”));
return EFalse;
}
if ( InitKeyPad() != KerrNone )
{
LOG(LOG_ERROR,_L(“Initialize keypad fail”));
return EFalse;
}
return ETrue;
}
DownloadFPGA和InitKeyPad都是CBaseDevice定義的虛函數(shù),二次開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建一個(gè)繼承于CBaseDevice的子類(lèi),具體來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口。框架定義了調(diào)用的次序和錯(cuò)誤的處理方式,二次開(kāi)發(fā)者無(wú)須關(guān)心,也無(wú)權(quán)決定。
2. 創(chuàng)建型模式
由于框架通常都涉及到各種不同子類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建,創(chuàng)建型模式是經(jīng)常使用的。例如一個(gè)繪圖軟件的框架,有一個(gè)基類(lèi)定義了圖形對(duì)象的接口,基于它可以派生出橢圓,矩形,直線各種子類(lèi)。當(dāng)用戶(hù)繪制一個(gè)圖形時(shí),框架就要實(shí)例化該子類(lèi)。這時(shí)候可以用工廠方法,原型方法等等。
class CDrawObj
{
public:
virtual int DrawObjTypeID()=0;
virtual Icon GetToolBarIcon()=0;
virtual void Draw(Rect rect)=0;
virtual CDrawObj* Clone()=0;
};
3. 消息訂閱模式
消息訂閱模式是最常用的分離數(shù)據(jù)和界面的方式。界面開(kāi)發(fā)者只需要注冊(cè)需要的數(shù)據(jù),當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)框架就會(huì)將數(shù)據(jù)“推”到界面。界面開(kāi)發(fā)者可以無(wú)須關(guān)注數(shù)據(jù)的來(lái)源和內(nèi)部組織形式。
消息訂閱模式最常見(jiàn)的問(wèn)題是同步模式下如何處理重入和超時(shí)。作為框架設(shè)計(jì)者,一定要考慮好這個(gè)問(wèn)題。所謂重入,是二次開(kāi)發(fā)者在消息的回調(diào)函數(shù)中執(zhí)行訂閱/取消訂閱的操作,這會(huì)破壞消息訂閱的機(jī)制。所謂超時(shí)是指二次開(kāi)發(fā)者的消息回調(diào)函數(shù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致其他消息無(wú)法響應(yīng)。最簡(jiǎn)單的辦法是使用異步模式,讓訂閱者和數(shù)據(jù)發(fā)布者在獨(dú)立進(jìn)程/線程中運(yùn)行。如果不具備此條件,則必須作為框架的重要約定,禁止二次開(kāi)發(fā)者產(chǎn)生此類(lèi)問(wèn)題。
4. 裝飾器模式
裝飾器模式賦予了框架在后期增加功能的能力。框架定義裝飾器的抽象基類(lèi),而由具體的實(shí)現(xiàn)者實(shí)現(xiàn),動(dòng)態(tài)地添加到框架中。
舉一個(gè)游戲中的例子,圖形繪制引擎是一個(gè)獨(dú)立的模塊,比如可以繪制人物的靜止,跑動(dòng)等圖像。如果策劃決定在游戲中增加一種叫“隱身衣”的道具,要求穿著此道具的玩家在屏幕上顯示的是若有若無(wú)的半透明圖像。應(yīng)該如何設(shè)計(jì)圖像引擎來(lái)適應(yīng)后期的游戲升級(jí)呢?
當(dāng)隱身衣被裝備后,就向圖像引擎添加一個(gè)過(guò)濾器。這是個(gè)極度簡(jiǎn)化的例子,實(shí)際的游戲引擎要比這個(gè)復(fù)雜。裝飾器模式還常見(jiàn)用于數(shù)據(jù)的前置和后置處理上。