template method pattern 和一些C++惯用法

 

Template method pattern是GOF24种设计模式中的一种即名”模板方法模式”，意图即为”定义一个算法的骨架， 将具体的算法实现延迟到子类中实现。”

在M4.3多线路服务端的预研开发中，服务端主要实现一个连接代理转发数据的功能，但是连接的种类繁多。有多线路自身的命令隧道，数据传输隧道，应用层代理连接。每一种隧道的数据读取方式都是相同的，都是利用环形缓冲区空间去readv某个socket.而不同点在于每次read后得到的数据处理。同理，连接发送数据，关闭连接等都可能会因为具体的socket类型不同而不同，但是基本的操作顺序还是不变的。比如close, 但是先清理掉发送和接收缓存然后关闭fd。但是应用层连接在关闭前需要实时通知客户端应用层也相应关闭，所以应用层连接的close需要在以上步骤之前插入一个关闭消息的发送。

类结构图：

 

class CTcpSocket

{

       public:

              CTcpSocket(int);                  //构造函数

              virtual ~CTcpSocket();         //析构函数，为virtual表明需要被继承

              int AllocateRecBuffer(int);            //分配接收缓冲区大小

              int AllocateSendBuffer(int);           //分配发送缓冲区大小

              CBuffer* GetRecvBuffer() const;  //获取接收缓冲区指针

              CBuffer* GetSendBuffer() const;  //获取发送缓冲区指针

              int SendMix(char*, int);        //传入buffer,和发送缓冲区剩余

              int SendMix(struct iovec*, int);     //传入vec,和发送缓冲区剩余发送

              void Close();                        //关闭该Sockets

              bool Equals(int ) const;         //判断一个fd和该类的fd是否相等

              int Nirvana(int);                    //重新使用该类

              unsigned int GetLocalIp() const;   //获取该类的fd的本地ip地址

              int GetFd() const;                 //获取fd值

              CUser* GetUser();                //获取该fd所分配的CUser类

              void Read();                         //该类的读事件

              void Write();                        //该类的写事件

              void SendVec(struct iovec*, int);   //传入vec,一起发送并处理返回值

             

       protected:

              CTcpSocket(const CTcpSocket&);      //禁止拷贝构造

              CTcpSocket& operator = (const CTcpSocket&); //禁止赋值

              virtual void _DoSendData();         //子类实现具体的读取数据后的发送

              virtual void _DoWrite();        //子类实现具体的发送缓冲区代码

              virtual void _DoClose();        //子类实现具体的fd关闭的相关清理

              int _Writenv(struct iovec*, int );  

 

       private:

              int m_iFd;

              unsigned int m_uiLocalIp;                         

              CBuffer* m_pSendBuffer;

              CBuffer* m_pRecvBuffer;

};

 

class CTcpCommand : public CTcpSocket

{

       public:

              CTcpCommand(int);

              ~CTcpCommand();

              void SendMessage(unsigned int);         //供外部发送命令隧道消息接口

             

       protected:

              CTcpCommand(const CTcpCommand&);

              CTcpCommand& operator = (const CTcpCommand&);

              void _DoReplyCreateAck(unsigned int);       //回复隧道建立

              void _CloseTunnel(int);                //关闭应用层隧道

              void _DoLineDetect(unsigned int);              //回复线路探测

              void _DoSendData();                          //TcpCommand的读取数据处理

              void _DoWrite();                         //发送缓冲区剩余数据

              void _DoClose();                         //fd关闭前的相关处理

};

 

class CTcpDataTrans : public CTcpSocket

{

       public:

              CTcpDataTrans(int);

              ~CTcpDataTrans();

       protected:

              CTcpDataTrans(const CTcpDataTrans&);

              CTcpDataTrans& operator = (const CTcpDataTrans&);

              void _DoSendData();                   //TcpDataTrans的读取数据处理

              void _DoWrite();                         //发送缓冲区剩余数据

              void _DoClose();                         //fd关闭前的相关处理

};

 

class CTcpTunnel : public CTcpSocket

{

       public:

              CTcpTunnel(int);

              ~CTcpTunnel();

 

       protected:

              CTcpTunnel(const CTcpTunnel&);

              CTcpTunnel& operator = (const CTcpTunnel&);

              void _DoSendData();                   //TcpTunnel的读取数据处理

              void _DoWrite();                         //发送缓冲区剩余数据

              void _DoClose();                         //fd关闭前的相关处理

};

 

主要的三个处理都是隐藏在_DoSendData(), _DoWrite(), _DoClose()三个方法中，由各个子类去实现自己的具体处理逻辑。

 

模板方法模式中牵涉到一些C++惯用法：

virtual 函数的特性不受访问权限控制

private: 可override, 也可不override.但是不能调用基类的实现

protected: 子类必须override

public: 不建议使用，访问权限越低越好，由private到public容易，由public到private难.       (template method pattern的背景下)

virtual destroy 函数: 表明这个类需要被继承，同理非virtual destroy表明不能被继承

 

禁止被外部析构.   声明destrutor不为public, 同理构造，拷贝，赋值

 

Public继承, is a

Private继承, 用什么实现

 

参考文档: <<Effective C++>> <<C++经典对话>>后后