1、設(shè)計模式

為什么要先說設(shè)計模式?因為設(shè)計模式在這些概念中是最基本的，而且也比較簡單。那么什么是設(shè)計模式呢?說的直白點，設(shè)計模式就是告訴你針對特定問題如何組織類、對象和接口之間的關(guān)系，是前人總結(jié)的經(jīng)驗。比如我要在代碼中實現(xiàn)一個全局唯一的配置類，那么就使用Singleton模式。設(shè)計模式在實際編碼工作和設(shè)計框架時會被使用到，而更高層的架構(gòu)和平臺則不會太關(guān)注它。

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2、框架

做WEB開發(fā)接觸到最多的框架可數(shù)ORM框架，ORM框架只是所有數(shù)據(jù)關(guān)系映射框架的統(tǒng)稱，具體的如NHibernate、ActiveRecord等，框架是為了解決特定問題而存在的，其它諸如模板框架、緩存框架，框架不能直接使用，需要二次開發(fā)。

3、架構(gòu)

從大的層面來說，比如針對公司業(yè)務(wù)的B2C網(wǎng)站系統(tǒng)架構(gòu)，里面可能會用到多種解決各方面問題的框架，關(guān)注的是技術(shù)整合、擴展、可維護性。換個角度，在框架中也會涉及到架構(gòu)問題，比如開發(fā)NHibernate框架，也需要考慮如何進行設(shè)計。

4、平臺

平臺的概念類似框架，但又結(jié)合的架構(gòu)的考慮，它是更高層面上的“框架”，準確說是一種應(yīng)用。它是針對企業(yè)用戶，為解決企業(yè)業(yè)務(wù)需要而形成的產(chǎn)品。

一、設(shè)計模式(Design Patterns)

模式：

設(shè)計模式(Design pattern)是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié)。使用設(shè)計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設(shè)計模式于己于他人于系統(tǒng)都是多贏的，設(shè)計模式使代碼編制真正工程化，設(shè)計模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。項目中合理的運用設(shè)計模式可以完美的解決很多問題，每種模式在現(xiàn)在中都有相應(yīng)的原理來與之對應(yīng)，每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重復(fù)發(fā)生的問題，以及該問題的核心解決方案，這也是它能被廣泛應(yīng)用的原因。

設(shè)計模式的分類

總體來說設(shè)計模式分為三大類：

創(chuàng)建型模式，共五種：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。

結(jié)構(gòu)型模式，共七種：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。

行為型模式，共十一種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責(zé)任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態(tài)模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。

其實還有兩類：并發(fā)型模式和線程池模式。用一個圖片來整體描述一下：

設(shè)計模式的六大原則

1、開閉原則(Open Close Principle)

開閉原則就是說對擴展開放，對修改關(guān)閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實現(xiàn)一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類，后面的具體設(shè)計中我們會提到這點。

2、里氏代換原則(Liskov Substitution Principle)

里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向?qū)ο笤O(shè)計的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。 LSP是繼承復(fù)用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復(fù)用，而衍生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現(xiàn)“開-閉”原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實現(xiàn)，所以里氏代換原則是對實現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范。—— From Baidu 百科

3、依賴倒轉(zhuǎn)原則(Dependence Inversion Principle)

這個是開閉原則的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容：真對接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。

4、接口隔離原則(Interface Segregation Principle)

這個原則的意思是：使用多個隔離的接口，比使用單個接口要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思，從這兒我們看出，其實設(shè)計模式就是一個軟件的設(shè)計思想，從大型軟件架構(gòu)出發(fā)，為了升級和維護方便。所以上文中多次出現(xiàn)：降低依賴，降低耦合。

5、迪米特法則(最少知道原則)(Demeter Principle)

為什么叫最少知道原則，就是說：一個實體應(yīng)當盡量少的與其他實體之間發(fā)生相互作用，使得系統(tǒng)功能模塊相對獨立。

6、合成復(fù)用原則(Composite Reuse Principle)

原則是盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。

(二)框架的基礎(chǔ)知識

(1)：框架是什么?

java框架：三大框架詳解，其發(fā)展過程及掌握的Java技術(shù)慨括

簡單點說：框架就是能完成一定功能的半成品軟件，現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)是，Struts負責(zé)顯示層，Hibernate負責(zé)持久層，Spring負責(zé)中間的業(yè)務(wù)層，這個結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)最流行的Java Web應(yīng)用程序架構(gòu)了。

就其本質(zhì)而言，框架是一個軟件，而且是一個半成品的軟件。所謂半成品，就是還不能完全實現(xiàn)用戶需要的功能，框架只是實現(xiàn)用戶需要的功能的一部分，還需要進一步加工，才能成為一個滿足用戶需要的、完整的軟件。因此框架級的軟件，它的主要客戶是開發(fā)人員，而不是最終用戶。

有些朋友會想，既然框架只是個半成品，那何必要去學(xué)習(xí)和使用框架呢?學(xué)習(xí)成本也不算小，那就是因為框架能完成一定的功能，也就是這“框架已經(jīng)完成的一定的功能”在吸引著開發(fā)人員，讓大家投入去學(xué)習(xí)和使用框架。

(2)：框架能干什么?

能完成一定功能，加快應(yīng)用開發(fā)進度

由于框架完成了一定的功能，而且通常是一些基礎(chǔ)的、有難度的、通用的功能，這就避免我們在應(yīng)用開發(fā)的時候完全從頭開始，而是在框架已有的功能之上繼續(xù)開發(fā)，也就是說會復(fù)用框架的功能，從而加快應(yīng)用的開發(fā)進度。

給我們一個精良的程序架構(gòu)

框架定義了應(yīng)用的整體結(jié)構(gòu)，包括類和對象的分割，各部分的主要責(zé)任，類和對象怎么協(xié)作，以及控制流程等等?，F(xiàn)在Java界大多數(shù)流行的框架，大都出自大師手筆，設(shè)計都很精良。基于這樣的框架來開發(fā)，一般會遵循框架已經(jīng)規(guī)劃好的結(jié)構(gòu)來進行開發(fā)，從而讓我們開發(fā)的應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)也相對變得精良了。

(3)：對框架的理解

基于框架來開發(fā)，事情還是那些事情，只是看誰做的問題

對于應(yīng)用程序和框架的關(guān)系，可以用一個圖來簡單描述一下，如圖1所示：

 

 

如果沒有框架，那么客戶要求的所有功能都由開發(fā)人員自己來開發(fā)，沒問題，同樣可以實現(xiàn)用戶要求的功能，只是開發(fā)人員的工作多點。

如果有了框架，框架本身完成了一定的功能，那么框架已有的功能，開發(fā)人員就可以不做了，開發(fā)人員只需要完成框架沒有的功能，最后同樣是完成客戶要求的所有功能，但是開發(fā)人員的工作就減少了。

也就是說，基于框架來開發(fā)，軟件要完成的功能并沒有變化，還是客戶要求的所有功能，也就是“事情還是那些事情”的意思。但是有了框架過后，框架完成了一部分功能，然后開發(fā)人員再完成一部分功能，最后由框架和開發(fā)人員合起來完成了整個軟件的功能，也就是看這些功能“由誰做”的問題。

(三)架構(gòu)

軟件體系結(jié)構(gòu)通常被稱為架構(gòu)，指可以預(yù)制和可重構(gòu)的軟件框架結(jié)構(gòu)。架構(gòu)尚處在發(fā)展期，對于其定義，學(xué)術(shù)界尚未形成一個統(tǒng)一的意見，而不同角度的視點也會造成軟件體系結(jié)構(gòu)的不同理解，以下是一些主流的標準觀點。

ANSI/IEEE 610.12-1990軟件工程標準詞匯對于體系結(jié)構(gòu)定義是：“體系架構(gòu)是以構(gòu)件、構(gòu)件之間的關(guān)系、構(gòu)件與環(huán)境之間的關(guān)系為內(nèi)容的某一系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)以及知道上述內(nèi)容設(shè)計與演化的原理(principle)”。

Mary Shaw和David Garlan認為軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件設(shè)計過程中，超越計算中的算法設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個層次。體系結(jié)構(gòu)問題包括各個方面的組織和全局控制結(jié)構(gòu)，通信協(xié)議、同步，數(shù)據(jù)存儲，給設(shè)計元素分配特定功能，設(shè)計元素的組織，規(guī)模和性能，在各設(shè)計方案之間進行選擇。Garlan & Shaw模型[1]的基本思想是：軟件體系結(jié)構(gòu)={構(gòu)件(component),連接件(connector)，約束(constrain)}.其中構(gòu)件可以是一組代碼，如程序的模塊;也可以是一個獨立的程序，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。連接件可以是過程調(diào)用、管道、遠程過程調(diào)用(RPC)等，用于表示構(gòu)件之間的相互作用。約束一般為對象連接時的規(guī)則，或指明構(gòu)件連接的形式和條件，例如，上層構(gòu)件可要求下層構(gòu)件的服務(wù)，反之不行;兩對象不得遞規(guī)地發(fā)送消息;代碼復(fù)制遷移的一致性約束;什么條件下此種連接無效等。

關(guān)于架構(gòu)的定義還有很多其他觀點，比如Bass定義、Booch & Rumbaugh &Jacobson定義、Perry & Wolf模型[7]、Boehm模型等等，雖然各種定義關(guān)鍵架構(gòu)的角度不同，研究對象也略有側(cè)重，但其核心的內(nèi)容都是軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其中以Garlan & Shaw模型為代表，強調(diào)了體系結(jié)構(gòu)的基本要素是構(gòu)件、連接件及其約束(或者連接語義)，這些定義大部分是從構(gòu)造的角度來甚至軟件體系結(jié)構(gòu)，而IEEE的定義不僅強調(diào)了系統(tǒng)的基本組成，同時強調(diào)了體系結(jié)構(gòu)的環(huán)境即和外界的交互。

(四)平臺

java是一個可以在不同操作系統(tǒng)(例如windows,unix等)上運行的編程語言，java平臺是指運行在各種終端(如pc、服務(wù)器、移動設(shè)備、嵌入式設(shè)備)的系統(tǒng)軟件。PC機上的java程序是用javaSE開發(fā)出來的，服務(wù)器端的java程序是用javaEE開發(fā)出來的，移動設(shè)備的java程序是用javaME開發(fā)出來的。

移動平臺：

J2ME(Java 2 Micro Edition)是Java 2的一個組成部分，它與J2SE、J2EE并稱。根據(jù)Sun的定義：J2ME是一種高度優(yōu)化的Java運行環(huán)境，主要針對消費類電子設(shè)備的，例如蜂窩電話和可視電話、數(shù)字機頂盒、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等等。J2ME技術(shù)在1999年的JavaOne Developer Conference大會上正式推出，它將Java語言的與平臺無關(guān)的特性移植到小型電子設(shè)備上,允許移動無線設(shè)備之間共享應(yīng)用程序。

桌面應(yīng)用平臺：

J2SE商業(yè)版本，標準版本 (Java2 Standard Edition) 定位在客戶端，主要用于桌面應(yīng)用軟件的編程。J2SE 包含那些構(gòu)成Java語言核心的類。

企業(yè)級平臺：

J2EE Java2平臺企業(yè)版(Java 2 Platform,Enterprise Edition)，J2EE是一套全然不同于傳統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)架構(gòu)，包含許多組件，主要可簡化且規(guī)范應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與部署，進而提高可移植性、安全與再用價值。J2EE核心是一組技術(shù)規(guī)范與指南，其中所包含的各類組件、服務(wù)架構(gòu)及技術(shù)層次，均有共通的標準及規(guī)格，讓各種依循J2EE架構(gòu)的不同平臺之間，存在良好的兼容性，解決過去企業(yè)后端使用的信息產(chǎn)品彼此之間無法兼容，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部或外部難以互通的窘境。

(五)總和

1.框架與架構(gòu)之間的關(guān)系

框架不是構(gòu)架(即軟件體系機構(gòu))。體系結(jié)構(gòu)確定了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、層次劃分，不同部分之間的協(xié)作等設(shè)計考慮?？蚣鼙燃軜?gòu)更具體。更偏重于技術(shù)涉嫌。確定框架后，軟件體系結(jié)構(gòu)也隨之確定，而對于同一軟件體系結(jié)構(gòu)(比如Web開發(fā)中的MVC)，可以通過多種框架來實現(xiàn)。

2.框架與設(shè)計模式之間的關(guān)系

設(shè)計模式和框架在軟件設(shè)計中是兩個不同的研究領(lǐng)域。設(shè)計模式研究的是一個設(shè)計問題的解決方法，一個模式可應(yīng)用于不同的框架和被不同的語言所實現(xiàn);而框架則是一個應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，是一種或多種設(shè)計模式和代碼的混合體雖然它們有所不同，但卻共同致力于使人們的設(shè)計可以被重用，在思想上存在著統(tǒng)一性的特點，因而設(shè)計模式的思想可以在框架設(shè)計中進行應(yīng)用。

框架和設(shè)計模式存在著顯著的區(qū)別，主要表現(xiàn)在二者提供的內(nèi)容和致力應(yīng)用的領(lǐng)域。

1)從應(yīng)用領(lǐng)域上分，框架給出的是整個應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu);而設(shè)計模式則給出了單一設(shè)計問題的解決方案，并且這個方案可在不同的應(yīng)用程序或者框架中進行應(yīng)用。

2)從內(nèi)容上分，設(shè)計模式僅是一個單純的設(shè)計，這個設(shè)計可被不同語言以不用方式來實現(xiàn);而框架則是設(shè)計和代碼的一個混合體，編程者可以用各種方式對框架進行擴展，進而形成完整的不同的應(yīng)用。

3)以第二條為基礎(chǔ)，可以得出設(shè)計模式比框架更容易移植：框架一旦設(shè)計成形，雖然還沒有構(gòu)成完整的一個應(yīng)用，但是以其為基礎(chǔ)進行應(yīng)用的開發(fā)顯然要受制于框架的實現(xiàn)環(huán)境;而設(shè)計模式是與語言無關(guān)的，所以可以在更廣泛的異構(gòu)環(huán)境中進行應(yīng)用。

總之，框架是軟件，而設(shè)計模式是軟件的知識體，提升框架的設(shè)計水平。