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代码大全2札记:软件架构中的设计

简介: 代码大全2札记:软件架构中的设计
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前言:软件架构中的设计一章,主要的point有软件的首要技术使命就是管理复杂度、减少在同一时间锁关注的本质性复杂量、设计是一种启发式过程、好的设计要有迭代、信息隐藏。

设计中的挑战


设计是一个险恶的问题:设计不可能从一开始就是完美的,人们在设计时会不明所以的忽略掉一些重要的问题,从而导致设计最终面对失败。

设计是个了无章法的过程:设计过程中会发生很多错误,但正是设计所需要的。

设计就是确定取舍和调整顺序的过程:设计者的关键工作就是找出发生冲突的特征,进行平衡。

设计受到诸多限制:在进行设计的时候,需求者会给你提各种要求,比如说时间、金钱、质量,那么必须用把资源利用率达到最大。

设计是不确定的:每一个对同一种需要作出的设计都是不同的。

设计是一个启发式过程:设计的过程中会带来很多启发,比如说从错误的事件中得到另外一个新的设计。

设计是自然形成的:设计需要不断的评估、讨论、试验、修改而成的。

关键的设计概念


管理复杂度

偶然的难题和本质的难题:我认为是这样的概念,举个例子,NBA的每场得分,从本质上来看,每场最高得分不可能超过200分,那么我们是否可以将每场的最高得分限制为200分呢,显然这样会遇到一个问题,就是说假如出现某种偶然情况,竞争的两支球队,一支不防守,另外一支疯狂进攻,那么得分可能会超过200分,那么我们为了考虑这种偶然的情况,显然我们不可能把分数最高设置为200分。

管理复杂度的重要性:设计软件有两种方式,第一种是设计非常简单,看上去明显没有缺陷;第二种是设计非常复杂,看上去没有明显缺陷。那么能将复杂度管理好,是非常重要的。

如何应对复杂度:

把任何人在同一时间需要处理的本质复杂度的量减少。

不要让偶然的复杂度无谓增长。

理想的设计特征:当我解决问题时,从不考虑美感。只想着如何解决问题,然而一旦解决了问题,如果解决方案不够优美,那么我知道做错了。

最小的复杂度:设计要简单易于理解。

易于维护:为需要维护的程序员着想。

松散耦合:做设计时让程序的各个组成部分之间关联最小。

可扩展性:能够增强系统的功能而不破坏原有机构。

可重用性:当前系统的组成部分要能够在其他系统中重复使用。

高扇入(让大量的类使用某个既定的类)、低扇出(让一个类少量或者适中的使用其他的类)

可移植:可以方便的移植到其他系统。

精简性:伏尔泰“一本书的完成,不在于不能再加入内容,而在于不能删除内容的时候”。

层次性:尽量保持各个分解层的层次性,例如要在原来旧的代码上进行开发,假如就的代码不够优秀,那么就需要设计一个层次去和旧的代码进行沟通,同时和新的代码进行连接。

标准技术:要能够使用标准化的、常用的方法,避免使用新颖而不成熟的技术。

设计的层次


软件系统

分解为子系统:整个软件系统被分解为多个不同的子系统后,子系统之间的相互关联要尽可能的少,不能A-B-C-D-E之间来回的关联。子系统分为以下大的种类:

业务规则:该子系统一般会要发生变化,客户的需求在开发过程或者开发完了后都要发生变化。

用户界面

数据库访问

跨平台

分解为类:将子系统适当的分解,其分解出来的类要形成具有特定功能的类。类和对象的关系,就如同模具和实物。

子程序的内部设计:比如说选择不同的算法,比如要使用冒泡还是插入

启发式的设计


找出现实中的对象:先别问系统做什么,先问问它模仿什么。

形成一致的抽象:抽象使你关注事物的共有特性,而暂时忽略其具体的细节。

封装实现细节:封装可以让你看到一个返回Boolean的方法,但是却不让你看到怎么得到的true或者false。

合适的继承:马云和马化腾都是人,但是他们领导的公司是不同的,那么他们两个就可以继承人的属性和方法。

隐藏秘密:需要隐藏的秘密有两种,复杂度和变化源。

找出容易改变的区域


业务规则、硬件依赖、输入输出、状态变量、数据量的限制,这些因素都是容易发生改变的,就需要把这些从系统中进行分离。

预料不同程度的变化。

保持松散耦合


耦合标准:

规模:模块之间要尽可能的小

可见性:模块之间要相互可见

灵活性:模块之间的链接要容易。

查阅常用的设计模式


抽象工厂

适配器

桥接

组合

装饰器

外观

factory method

迭代器

观察者

单例

策略

模板方法

其他的启发方式


高内聚性:类内部的子程序或者子程序所在的代码在支持一个中心的紧密程度。

分层结构:建筑工程师在设计图纸的时候,总是先画起轮廓,然后再填充细节。

契约:有的时候,约定俗成很好。

分配职责:就比如在包名建立时,就需要区分controller和service。

为测试准备

避免失误:充分思考风险。

考虑蛮力:有的时候拿不准注意的时候就用蛮力解决,就像实现消息包发送时,如果没有好的解决方案,就使用轮询解决。

画图:在设计时,画一些粗糙的图来帮助自己理清思路。

如果你被当前的问题难住了,那么就跳出来去思考其他问题,或者干脆睡一觉,因为大脑在休息的时候,依然会尝试寻找答案,那么其可能会得到正确答案。

设计实践


迭代:设计是一个过程,等你从头做到尾后,尽量从头再来一遍。

分而治之:把复杂的系统分解。

自上而下和自下而上:一般情况下,我们从顶层开始思考问题往往不错,但是有的时候从已知的底层反推也会祝你的设计一臂之力。

建立试验原形:在你搞完设计后,不能纸上谈兵,要尝试实践测试。

合作设计:寻找你的同伴,或者能给你帮助的人一起做设计。

设计要适当:要懂得舍取

记录设计成果:比如说记录到SVN、总结邮件、代码注释、UML

设计所有细节和不做任何设计


     极端的设计方案不可取

设计实践:


设计经过了很多迭代,找出最合适的一种

同时采用自下而上和自上而下的方案

为可能出现的问题进行验证

review方案

记录设计成果

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