张逸培训公开课：卓越软件设计匠艺（2017年12月 北京站）

主题

内容

第一单元：
面向对象设计：
角色、职责与协作
职责驱动设计

面向对象设计的核心驱动力是对象的职责，合理的职责分配是卓越软件设计的前提。只有合理地分辨对象的职责，才能够定义良好的对象，并实现符合系统一致性的对象协作关系。
1、职责的层次
通过职责层次模型对需求进行分析，识别出业务价值、业务功能与业务实现。职责层次的分解可以有效地帮助设计者辨别职责。
（1）职责层次的识别
（2）职责层次与软件架构层次之间的关系
（3）职责与概念、规约与实现
（4）案例分析：分析邮件服务器代码暴露的问题，在可重用性、代码可维护性、可扩展性等诸多方面着手，剖析代码坏味道。通过分辨职责层次，来改善设计。并提出需求变更，从而引入对Observer模式、Strategy模式、Simple Factory模式、Mediator模式与Chain Of Responsibility模式的对比与分析；
（5）实战演练：设计一个作业调度框架，它能够根据指定的时间触发作业，执行自定义任务。

2、职责的分类
职责并不等于功能，也不等同于行为或方法。分析职责，应从对象的认知与行为入手。

3、对象的角色
角色、职责与协作是三位一体的关系，角色是发起职责的对象，职责则应该是对象之间的协作。不同角色的对象，履行的职责是不同的。
（1）信息持有者：信息的格式；是否需要持久化；信息源的改变，是否需要更新；处理信息的方式；
（2）构造者：构造者与构造对象的关系；构造的方式；聚合与合成；
（3）服务提供者：主动告知，被动告知；独立的行为；提供有业务价值的行为；
（4）协调者：如何委派和转发请求；如何通知其他对象要做的工作；如何通知状态的变化；
（5）控制者：控制者与被控制者的关系；控制的决策与逻辑；驱动其他对象；收集与决策有关的信息；
（6）案例：处理HTTP请求与应答，体现信息持有者角色；JMS对Queue的创建体现构造者角色；税务报告的生成体现服务提供者角色；服务定位器体现协调者角色；内容验证器体现控制者角色；

4、职责与封装的关系
缺乏合理的封装，就会缺少正确的领域对象，从而导致领域信息散乱分布到系统各个方法，使得概念不够清晰，导致职责混乱。

5、模块级的职责分配
（1）问题分析：模块之间职责的分配，在面临三种问题时，应该如何应对？通过对具体问题的分析，讨论模块之间的职责分配，以及对高内聚、松耦合的理解。同时，该问题分析还将引入Template Method模式；
（2）问题分析：错误的职责分配带来的循环依赖问题，以及对包的复用原则的违背，提出解决办法；
（3）模块重用：对eBay模块的分析，以及对某大型系统架构的演进，提出模块重用的方式；

6、原则与模式
（1）单一职责原则：分析该原则的核心思想，关注对象的变化点；
（2）案例分析：功能引擎中对功能对象的加载，如何体现职责分离带来的好处；通过对案例分析引入Proxy模式；
（3）专家模式：专家模式的核心思想是信息的持有者是操作该信息的专家；
（4）案例分析：报表参数的处理方式，如何通过识别设计违背了专家模式，并依据专家模式对设计进行改进，从而巧妙地利用多态消除代码坏味道，并进而通过引入Adapter模式处理模块之间的依赖关系；
（5）自治对象：分析了自治对象的特征，分别包括：最小完备，稳定空间，自我履行与独立进化。
（6）案例分析：用户状态机，给出了某金融系统中复杂的用户状态迁移，体现的复杂授权、登录等业务逻辑，并由此引入State模式来简化设计，体现自治对象的特征。

主题

内容

第二单元
面向对象设计：
抽象与变化
扩展式设计

合理的职责分配并不能完全保证软件设计的卓越，因为需求变化是软件开发的常态，因此设计必须在一定程度满足变化，保证系统的可扩展性。
1、抽象的意义
抽象的关键在于寻找多个对象（或行为）具有的共同特征，并对特性进行泛化。泛化的特征可以暴露在外，从而隔离内部的实现。
（1）用例分析：对用例和参与者的泛化；遵循的原则；
（2）案例分析：授权框架的设计，体现了对共同特征的提取，合理引入Chain Of Responsibility模式与Template Method模式；
（3）案例分析：项目管理模型的抽象，通过对多种项目管理过程进行分析，对各种模型概念进行分类，并抽象出模型的共同特征，从而简化模型；

2、识别变化
要保证设计的可扩展性，主要过程是识别变化点，然后对变化进行封装。
（1）变化点：常见的变化点包括业务规则、算法策略、外部服务、硬件支持、命令请求、协议标准、数据格式、业务流程、系统配置、界面表现；
（2）案例分析：电子商务系统的Invoice业务规则，引入Specification模式；CIMS系统的机器加载策略，引入Strategy模式；短信服务，引入Facade模式与Adapter模式；人力资源系统考勤模块，引入Gateway模式；
（3）案例分析：CQRS框架，对命令处理逻辑的包装，引入Decorator模式，并通过分析变化点，引入另一种替代Decorator模式的设计。

3、依赖解耦
处理变化的关键是要解除对具体对象的依赖。
（1）表驱动法
（2）配置与反射
（3）IoC容器
（4）惯例优于配置

4、扩展式设计
扩展式设计分为三个步骤，分别为：分离职责各司其职，利用抽象统一接口，引用接口预留空白。扩展式设计可以有效地保证整个系统的可扩展性。
（1）扩展式设计的步骤
（2）实战演练：订单处理，通过三次迭代逐步改进原有设计，并分别遵循专家模式、分离原则与扩展式设计，保证设计在修改最小的前提下满足需求变化。在设计演进中，讨论对设计模式的合理运用，并引入Specification模式；
（3）案例分析：配置管理框架的设计，该框架能够支持配置信息的多种存储形态，包括文件、数据库、LDAP等；支持多种获取配置的方式，如Web服务，REST服务。配置管理框架的接口需要保证其统一性和一致性，同时在满足可扩展要求下，提供接口的易用性。
（4）案例分析：消息队列规范的设计。通过分析JMS、MSMQ、RabbitMQ和NServiceBus的设计，理解抽象的含义，例如理解面向接口设计、接口隔离原则、按意图设计、Facade模式与企业集成模式。
（5）实战演练：CIMS基于消息的分布式架构。通过对服务的统一抽象，以及对消息处理的职责分配，建立一个协作合理的分布式架构。设计过程中会引入Command模式、Publisher – Subscriber模式、Message Bus模式、Message Translator模式、Lookup模式。

主题

内容

第三单元
场景驱动设计：
利用场景建模
设计过程

无论进行怎样的设计，都不能离开具体的场景。场景驱动设计的要义是基于场景有针对性地进行设计。场景既是设计的驱动力，又是设计的约束，从而获得恰如其分的设计。
1、场景的目标层次
（1）概要目标：系统层次的场景划分，每个概要目标可对应子系统的需求目标。通过概要目标引入领域驱动设计的Unbounded Context。
（2）用户目标：业务层次的场景划分，每个用户目标对应各个子系统所提供的业务价值，并以服务的形式暴露给调用者。
（3）子功能：功能层次的场景划分，每个子功能都对应于业务功能，并以领域对象或横切关注点的方式，由服务调用。
（4）案例分析：电子商务系统的场景目标划分，以层次模型的方式表现场景。

2、场景的6W模型
（1）6W的内容：分别为who（对应于角色）、why（对应于业务价值）、when（对应于对象的协作）、what（对应于业务功能）、where（对应于场景边界）和hoW（对应于业务实现）；
（2）6W模型的设计驱动力：6W模型的关键是在场景边界内，通过场景识别出角色，再以角色为设计入口，运用职责的层次模型识别出业务价值、业务功能和业务实现，从而根据职责模型获得领域模型，再通过时序图，处理对象之间的协作关系，进一步精炼出更为准确的领域模型。

3、场景驱动设计演练
（1）实战案例：某大型跨国公司的内部培训系统，包括培训计划制订，培训实施以及员工职业生涯规划等功能；
（2）对整个系统进行分析，识别场景的目标层次；
（3）划分需求场景，运用6W模型进行场景驱动设计；
场景一：将培训的Ticket分配给员工。在分配ticket时，需要指定deadline，以及取消票或deadline到期时的Action。同时，将该ticket的状态设置为pending；
场景二：在接收到分配ticket的通知后，并在设定的deadline之前，拒绝该ticket。此时，会自动执行事先分配给ticket的取消票的action；
场景三：根据设定的trigger周期，定期扫描在当日满足deadline条件的ticket；如果存在满足deadline条件的ticket，且ticket的状态不为accepted，则需要触发事先指定给该ticket的action。
场景四：无论是nomination，还是接收ticket、取消ticket，或者deadline以及取消执行的action，只要是对ticket进行了处理，都需要记录这次处理ticket的记录，以便于未来对该票的跟踪；
整个演练将完整介绍场景驱动设计的过程，并结合前面讲解的职责驱动设计与扩展式设计，确保优良的设计。案例会引入对领域建模的考量，识别职责、识别变化点并封装变化。设计会引入Strategy模式，Bridge模式、Repository模式、State模式以及Interceptor模式等，使设计满足可重用性、可扩展性。

4、卓越的软件设计
整个设计过程是由场景来驱动，通过角色识别职责，然后遵循高内聚原则对对象进行封装。合理的封装还必须保证对象之间的协作是松耦合。其中，可通过识别变化点，利用抽象对变化进行封装。卓越的软件设计还需要不断地演进，保证设计达到卓越的途径是识别坏味道，然后通过重构对代码进行改进；还可以运用探索式设计，对职责进行合理的分配。
（1）常见的坏味道：包括过长方法、过大的类、特性依恋、霰弹式修改、消息链、并行的继承体系、中间人等；
（2）探索式方法：包括方法分组、观察隐藏方法、寻找可以更改的决定、寻找内部关系、寻找主要职责、草稿式重构与关注当前工作。
（3）卓越软件设计模型