基于BREW平台松耦合设计IV－重构AlarmService的整体设计

 

基于BREW平台松耦合设计IV－重构AlarmService的整体设计

毛晓冬 2008-5-6

 

一、           概述：

本文主要通过一个实际模块的改善过程，感性的体现设计原则的使用。

 

二、           目前的AlarmService框架：

 

目前的AlarmService主要包括两个模块，AlarmApp，TodoApp。AlarmApp主要负责闹铃（包括自动关机，关机闹铃）功能，TODO主要负责类似日程提醒的功能。随着需求的增多，目前这两个模块其实比较复杂。目前的整体设计框架如下：

 

 

 

 

AlarmApp负责UI的显示，Alarm的设置，过期处理，计算下一个Alarm，存取Alarm的持久性数据。

TODO和AlarmApp类似。这里可以看到，AlarmApp和TODOApp模块内部直接完成了所有的逻辑。

我们再看看模块间的交互（按上图的序号）：

1．  日程提醒到期后，TODOApp通过发送Event给EventBox，由EventBox来弹出日程提醒框。

2．  SettingApp中可以设置自动关机闹铃，SettingApp通过发送Event给AlarmApp，由AlarmApp来最终设置该自动关机的闹铃，使得闹铃的控制完全由Alarm负责。

3．  闹铃到期后，AlarmApp通过发送Event给EventBox，由EventBox来弹出闹铃提醒。在EventBox界面，当用户选择Snooze或者关闭时，EventBox再发送Event通知AlarmApp应该Snooze还是关闭。

4．  当AlarmApp中不存在Active闹铃时，AlarmApp会发送Event给TODOApp询问是否TODOApp也不存在Active的日程。TODOApp通过回Event的方式告知结果。如果TODOApp也无Active日程时，AlarmApp发送Event给CoreApp通知清除系统栏的闹铃图标。 当TODOApp中不存在Active日程时，处理类似。

5．  AlarmApp使用BREW的AlarmService提供的API。同时，BREW以Event方式通知AlarmApp闹铃的过期。

6．  TODOApp通知CoreApp清除闹铃系统栏（见4）

7．  TODOApp使用BREW的AlarmService提供的API。同时，BREW以Event方式通知TODOApp日程的过期。

8．  AlarmApp通知CoreApp清除闹铃系统栏（见4）

 

三、           目前框架的缺点：

1．  紧耦合：这里存在两个紧耦合，一是模块内的紧耦合，一是模块间的紧耦合。

a．  模块内的紧耦合：AlarmApp/TODOApp应用代码内部完成了包括UI显示，设置Alarm，日程，处理过期，存储数据等等的所有任务。整个显得较乱。导致某一方面的变化（更改，比如UI的）影响到整个应用，不得不更改整个应用。牵一发而动全身，稍有不慎，无关联的方面也会受牵连，出现问题。不仅如此，模块内的紧耦合还导致代码逻辑混乱，不利于维护，更加不利于新人的阅读和掌握。

b．  模块间的紧耦合： 如上面的框图，可见多个模块间直接使用Event方式通信，在编译期就绑定在了一起，呈现出网状（多 对 多）的耦合。这种模块间的紧耦合，导致单个模块的变化可能不期望的影响到其他模块，并且也使得代码逻辑混乱，不利于维护，也不利于新人的阅读和掌握。

2．  低复用：其实TODOApp和AlarmApp两个模块除了UI的差别比较大外，内部的逻辑处理（如何设置alarm,如何处理Alarm到期等等）以及持久性数据的存储都基本一样，完全可以复用。但目前的方案下，完全由两个模块重复的独立自己实现一套。

3．  不易扩展：扩展性是和耦合性密切相关的，耦合的如此紧密，那基本上就只能是“修改”，而不是扩展了。

4．  难以抵抗变化：需求往往带动变化，永恒不变的就是“变化”。所以，一个设计的好坏，就是看它是否能抵抗可预见的变化。变化只有被各自独立的封装起来后，才有可能抵抗变化，因为此时一个变化点不会影响到另一个不变点。而目前的设计，模块间和模块内的紧密耦合，根本无法抵抗变化。UI的需求变化，导致直接更改整个App，业务逻辑的变化，也导致更改整个App。

 

四、           如何逐一改善：

1．  利用三层结构解决模块内的紧耦合：

从上面的分析可以看到，模块间的耦合主要是由于把所有逻辑都混在一起了，没有分层处理。当进行分层处理后，就可以区分不同的逻辑，进而就可以封装并隔离变化点，让每一部分的变化独立的进行。

以抽象的观点来看AlarmApp或者TODOApp模块，存在3个独立的变化点，UI，内部逻辑，数据存取。由此，我们可以将其分解为UI逻辑，业务逻辑，数据访问三层，或言之3个变化点。分解之后，就是封装，封装之后，各个变化点的变化就不再会影响其他部分了。

这里UI逻辑以应用形式实现，即App只负责UI。

业务逻辑以扩展接口独立，IAlarmEx，负责AlarmService相关的业务逻辑，内部访问数据访问接口，对外提供： 获取Alarm状态，设置Alarm，Alarm过期后的自动处理，Snooze处理等等

                     数据访问以接口独立（目前使用IDataBase）负责持久性数据的存取。

 

2．  利用中介者（Mediator）方式解决模块间的紧耦合：

原有的模块间都是直接交互（事件方式），体现出网状。这是紧耦合的根源。

可以试着引入中央控制层，所有模块都只和中央控制层交互，由中央控制层“代劳”与目的模块交互。 从而，将多 对 多的关系， 简化为 多 对 一的关系， 便于控制。 这种降低多 对 多之间的耦合方式， 其实就是 中介者（Mediator） 方式。

当将IAlarmEx设计成一个公共接口提供AlarmService的业务逻辑时， IAlarmEx就是一个中介者。 所有的模块，现在都只和IAlarmEx接触，IAlarmEx内部直接消化相应的业务逻辑处理，除非必要时，IAlarmEx才会和其他目的模块交互。

 

3．  解决低复用：

由于IAlarmEx是一个公共的业务逻辑接口，TODO 和 Alarm基本只是UI的差异， 所以， TODO可以完全复用IALARMEx接口。

 

4．  解决可扩展：

由于分层，封装了变化点，使得扩展性增强了，即，在不改变原有整体代码的基础上，扩展功能。

 

5．  数据的透明传输：

原本的某些模块间传递特殊的App-Spec 数据，比如AlarmApp需要将当前到期的AlarmID，铃声文件路径等信息传递给EventBox，TODOApp则必须把日程内容传递给EventBox。这些数据，都属于UI逻辑范畴，进一步讲，属于通信的端点的范畴。必须对中介者，或者说业务逻辑而言是透明的，否则，随着通信端点Spec的变化，或者UI逻辑的变化，就会使得中介者，或者业务逻辑也产生不期望的变化。为了隔离这种变化，我们引入了数据的透明传输，即IAlarmEx接口提供设置Alarm，或者Add一个日程时，API的最后一个参数为VOID*的透明数据，IAlarmEx只负责存储该透明数据，并当Trigger时，把该透明数据传递给Destination，比如EventBox，至于究竟是什么数据，一无所知，在通信的发，收方，完成数据的封装和提取，其实就是一个VOID*向特殊指针的转换。其实，这和OSI的7层协议很类似，底层接口向上层接口服务，并且完成数据的透明传输。

 

6．  使用Adaptor：

我们分层后的设计，其实和平台是无关的。但是，因为我们运行在具体的平台上，所以往往可能出现平台所期望的接口和我们设计的接口不一致，此时我们就需要一个Adaptor。

在我们的新的设计方案中，一切业务逻辑都是在IAlarmEx中完成，包含Alarm到期后的处理，完全不需要和其他模块相关联。但是，BREW平台的AlarmService必须存在一个App的载体，因为其设置Alarm时，必须指定App的CLSID，即，Alarm是为App设置的，而不是接口。同样的，当Alarm到期后，BREW通知的是App，而不是接口。

 

不过不要紧，这种差异性，我们只需要引入一个Adaptor即可。基于BREW的限制，该Adaptor必须是一个App。因为，我们同时设计了一个AlarmDaemon App，主要就是完成Adaptor的功能，即，IAlarmEx的实现中，当设置Alarm时，使用AlarmDaemon的CLSID（将其作为载体）。Alarm过期后，AlarmDaemon App收到通知，此时其处理非常简单，直接调用IAlarmEx_Trigger API即可。通过AlarmDaemon的Adaptor功能，使得其他任何模块，都没有被关联进不该关联的业务逻辑中来。

 

 

五、           重构后的新框架：

 

 

 

基于前面的描述和上面的框图，大家应该对重构后的新方案比较熟悉了。这里再说明一下，基于重构后的新方案，原有的场景，现在变得多么简单（按序号）：

1．  日程提醒或者闹铃到期后，IAlarmEx_Trigger被调用，内部计算下一个闹铃并设置后，就会自动的通知EventBox，并传递相应的透明数据。EventBox弹出提示框。当用户选择SNOOZE时，EventBox调用IAlarmEx_Snooze即完成了Snooze闹铃的设置。

2．  SettingApp通过调用IAlarmEx_SetAlarm来设置自动关机闹铃，同时可以调用IAlarmEx_SetSnoozeMode来更改Snooze Mode的Value。

3．  AlarmApp通过调用IAlarmEx_GetXXX来获取Alarm数据并在UI上显示，当用户设置，取消Alarm时，调用IAlarmEx_Set/CancelAlarm。

4．  TODO和AlarmApp类似。

5．  IAlarmEx内部使用BREW的AlarmService API

6．  对于自动关机闹铃到期后，IAlarmEx内部通知CoreApp并传递透明数据，CoreApp实现关机。此外，当IAlarmEx监测到没有任何Active TODO和 Alarm存在时，则会通知CoreApp去除系统栏的Alarm标志。

7．  AlarmDaemon作为Adaptor App充当载体，接收BREW AlarmService的通知，并委托给IAlarmEx处理。

8．  Alarm到期后BREW AlarmService通知AlarmDaemon App

 

需要注意的是，框架中的IAlarmEx主动和其他模块间的交互，是通过事件的方式。但却不是在编译期绑定的，即没有使用硬编码的CLSID，而是使用了BREW的MIME Handler机制，在运行时动态的绑定，从而解除了通信时的耦合。

 

六、           如何抵抗需求的变化：

逻辑被分离了，变化点被封装了。从而可以抵抗需求的变化。比如：

新项目对UI的要求较高，此时只需要更改UI逻辑即可，完全不会影响到业务逻辑。

新项目要求支持关机闹铃，并且支持时间可设置，此时只需亚更改IAlarmEx，即业务逻辑，完全不影响应用。

新项目要求EventBox显示闹铃时更加个性化，显示的风格可以定制。此时，只需要更改AlarmApp和EventBox的“通信协议”，由于IAlarmEx使用了数据透明传输，所以此时并不影响IAlarmEx，即不影响业务逻辑。

新项目要求使用新员工接手该模块，不用怕，新员工2天内就理顺了代码 J

 

七、           总结：

本文通过对现有的AlarmService的框架提出缺点，并且讲解如何一步步解决问题，最终重构得到一个新的框架，感性的摄入了一些重要的软件设计思想，希望对大家有帮助。

注意：本文仅从理论上描述了一个重构的方案，至于新方案是否会在新项目或者新平台中使用，这个和具体的实施进度，项目进度有关。目前来看，由于前期的实现，验证，移植尚未完全完成，所以在6055上使用的可能性也并非100％。