[[394175]]

最近的一兩個(gè)月里，我一直在研究各類的模式：設(shè)計(jì)模式、架構(gòu)模式、容器模式，以及其它一些特定領(lǐng)域的模式（如并行計(jì)算模式）等等。

經(jīng)歷了一番買書、讀論文、讀代碼，我發(fā)現(xiàn)了以前對(duì)于模式的理解不夠深刻。也因此呢，這篇文章就是用來記錄一些缺乏的東西，諸如于模式語言、模式的模式等。

PS：為了方便閱讀，本文的書名使用都是簡(jiǎn)寫模式，全稱在最后的相關(guān)資料中。

模式重談

為了避免出現(xiàn)類似于 Datum 是最好的語言這一類的問題，在那之前，我得先闡述一下對(duì)于模式的看法：

• 模式是對(duì)于慣用方式的總結(jié)，不限于編程，有相當(dāng)多的人習(xí)慣了使用各種設(shè)計(jì)模式，但是他并不知道這是何種模式。它是一個(gè)概念字表，用于快速溝通。
• 模式是解決方案，滿足錘子定律，只有遇到特定的問題時(shí)，你才會(huì)需要它。
• 模式是適用于特定場(chǎng)景的，大部分的模式對(duì)于當(dāng)前所處的系統(tǒng)是無用的，往往只有少數(shù)的模式是適合的。
• 模式是知識(shí)體系的展現(xiàn)，掌握模式的多少，更多的說明見多識(shí)廣，并不一定代表真實(shí)的代碼水平和能力。
• 模式需要刻意練習(xí)，學(xué)習(xí)模式是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，所以總會(huì)遇到理解解決、使用錯(cuò)誤的情況，不要擔(dān)心。
• 模式種類繁多，計(jì)算機(jī)行業(yè)普遍認(rèn)同的是：模式的起源是亞歷山大的《建筑的永恒之道》。在更早的時(shí)間里，也還有對(duì)應(yīng)的總結(jié)，但是這里是最體系化的技巧。

除了設(shè)計(jì)模式之外，我們所處的行業(yè)還有大量的其它模式：

• 容器設(shè)計(jì)模式。應(yīng)對(duì)于云原生應(yīng)用下一系列復(fù)雜的分式場(chǎng)景，Google 的工程師發(fā)表了相關(guān)的論文對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，常見的有 Sidecar、Adapter、Ambassador 等。
• 架構(gòu)模式。架構(gòu)模式是在給定上下文中解決軟件架構(gòu)中常見問題的通用，可重用的解決方案。除此，一些常見的架構(gòu)風(fēng)格，如微服務(wù)、事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)等，從大類上來說也被歸納到架構(gòu)模式中。
• ……

所以，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些模式只是人們對(duì)于慣用法的總結(jié)。

尋找模式

回過頭來看，當(dāng)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域，進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的架構(gòu)設(shè)計(jì)之時(shí)，我們會(huì)不斷搜尋各類的資料，而后再去貼合到設(shè)計(jì)中去。實(shí)際上呢，我們是在尋找該領(lǐng)域的模式，有了這些模式，便可以照貓畫虎的設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，而不會(huì)出現(xiàn)太大的問題。

運(yùn)氣好的情況下，我們甚至于能比在這個(gè)領(lǐng)域的大多數(shù)人做得更好 —— 因?yàn)槲覀兯莆盏氖墙鉀Q這一類問題的模式。

這時(shí)，我們已經(jīng)有一個(gè)很有優(yōu)勢(shì)性的套路，以幫助我們更好地進(jìn)入新的領(lǐng)域。但是呢，作為一個(gè)新的領(lǐng)域的初來者，往往不知道到底應(yīng)該采用哪一種模式，也不確定模式之間存在何種關(guān)系。

相關(guān)書籍：《設(shè)計(jì)模式》

模式歸類：目錄、集合、倉(cāng)庫

在一個(gè)軟件系統(tǒng)中，模式很少獨(dú)立存在，往往是多個(gè)模式相互組合，用于解決特定的問題。而其中的一種組織方式的模式就是模式集合。隨后，根據(jù)不同的需求，再對(duì)進(jìn)行分門別類。如《POSA 5》所介紹的幾種方式：

• 即時(shí)（ad hoc）組織。
• 根據(jù)層次劃分：根據(jù)抽象、粒度和規(guī)模的層次劃分。
• 根據(jù)領(lǐng)域組織：電信、金融、電子商務(wù)等。
• 根據(jù)分區(qū)組織：歸屬于架構(gòu)的哪一部分。如層、階層（tier）、組件和包都是分區(qū)的例子
• 根據(jù)意圖組織：如 POSA、GoF 的 23 種設(shè)計(jì)模式、DDD
• ……

接著，讓我們來看幾個(gè)分類示例。

設(shè)計(jì)模式的組織

在《設(shè)計(jì)模式》一書中，引入的概念是『設(shè)計(jì)模式空間』，在這里它們被分為了三大類：

• 創(chuàng)建型模式：?jiǎn)卫Ｊ?、抽象工廠模式、建造者模式、工廠模式、原型模式。
• 結(jié)構(gòu)型模式：適配器模式、橋接模式、裝飾模式、組合模式、外觀模式、享元模式、代理模式。
• 行為型模式：模版方法模式、命令模式、迭代器模式、觀察者模式、中介者模式、備忘錄模式、解釋器模式、狀態(tài)模式、策略模式、職責(zé)鏈模式、訪問者模式

其劃分的兩條準(zhǔn)分別是： 目的準(zhǔn)則，用來完成什么工作；范圍準(zhǔn)則，指定的模式是用于類還是用于對(duì)象。

DDD 的組織

《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》一書其中也是一本模式合集，這就是為什么這本書不易于讀懂的原因之一。另外一個(gè)原因則是，翻譯這本書的人沒有理解好什么是統(tǒng)一語言。

在 《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》 一書以多種形式組織了模式，依次的四個(gè)部分是（PS：個(gè)人臨時(shí)總結(jié)）：

1. 運(yùn)用領(lǐng)域模型 —— 『模型知識(shí)提取的模式』
2. 模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的構(gòu)造塊 —— 『模型設(shè)計(jì)的模式』
3. 通過重構(gòu)來加深理解 —— 『模型優(yōu)化的模式』
4. 戰(zhàn)略設(shè)計(jì) —— 『模型邊界劃分的模式』

而這個(gè)順序其實(shí)也是我們?cè)趯?shí)施 DDD 過程中的設(shè)計(jì)過程，而后再進(jìn)行層次化的組織，如『戰(zhàn)略設(shè)計(jì)』部分根據(jù)不同的意圖，又分為不同的合集：

1. 保持模型的完整性，如限界上下文、上下文地圖等
2. 精煉：核心域、通用域等
3. 大型結(jié)構(gòu)：演化秩序（Evolving Order）、系統(tǒng)隱喻等

所以從結(jié)構(gòu)上來看，《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》是一本由小而大的書，閱讀難度略大，需要一定的經(jīng)驗(yàn)。

模式分類的意圖

我們把『如何應(yīng)用設(shè)計(jì)模式看作是一個(gè)問題域』，那么模式分類就是在這個(gè)問題域里的一種解決方案。

在計(jì)算機(jī)的不同的復(fù)雜領(lǐng)域里，如并行編程、架構(gòu)設(shè)計(jì)等等，它們本身是包含了大量的模式。而有了對(duì)于這些模式的進(jìn)一步分類，對(duì)于我們應(yīng)用模式會(huì)有更大的幫助 —— 至少在應(yīng)對(duì)同一個(gè)次級(jí)問題時(shí)，我們可以尋找可能的替代模式。

不過呢，多數(shù)時(shí)候，我們往往不知道的是：我們遇到的問題是什么？

角落里的模式語言

如 《POSA 5》所定義的一樣：模式語言與具體領(lǐng)域高度相關(guān)，并且能對(duì)這一類系統(tǒng)提供具體而周全的引導(dǎo)，具體包括以下幾項(xiàng)：

• 要解決的主要問題有哪些？
• 這些問題應(yīng)該以什么樣的先后次序解決？
• 解決一個(gè)給定問題，有什么可用的替代解決方案？
• 怎樣處理問題之間的依賴性？

在有“周邊” 問題存在的情況下，怎樣最有效地解決單個(gè)問題？

簡(jiǎn)單來說，模式語言針對(duì)于某個(gè)特定的問題（如并行編程）所抽象的模式，并包含了他們之間的關(guān)系等，能用于系統(tǒng)性地解決這一類問題。

書中還提到 了 Gerard Meszaros 的觀點(diǎn)“模式語言可以用來指導(dǎo)生手創(chuàng)建系統(tǒng)”。Aha，這不就是我們想要的東西嗎？作為一個(gè)進(jìn)入新領(lǐng)域的新人，我們需要這么一個(gè)模式語言。盡管模式語言可以幫助我們解決這一類的問題，但是它也意味著它自身需要：充分覆蓋、進(jìn)展可持續(xù)、緊密集成。依照這一系列的前提，它意味著設(shè)計(jì)這個(gè)模式語言的人應(yīng)該是業(yè)內(nèi)專家，并且模式本身應(yīng)該是不斷演進(jìn)的。

因此，當(dāng)我們把如何實(shí)施和使用模式看作是我們的問題時(shí)，那么模式語言解決這一類問題的模式。

分布式計(jì)算的模式語言

《POSA》系列大概是在中文世界 里，我們所能找到的最好的資料。因此，這里再次以《POSA 4》作為例子，《POSA 4》全稱是《面向模式的軟件架構(gòu)：分布式計(jì)算的模式語言》。

先來看圖（圖中的圈內(nèi)表示的是問題域，連續(xù)表示的是他們的關(guān)系，每個(gè)問題域下包含了相關(guān)的模式）：

POSA Pattern Language

舉例來說開頭的『From Mud to Structure』(從混沌到結(jié)構(gòu))就是一個(gè)大的問題域，對(duì)應(yīng)于這個(gè)問題域則包含了一系列的模式，如：MVC、分層、PAC、微內(nèi)核等。同時(shí)，針對(duì)于這個(gè)問題題來說，如果我們還要數(shù)據(jù)庫訪問，那么我們從數(shù)據(jù)庫訪問中獲得對(duì)應(yīng)的模式，以此來完善我們的設(shè)計(jì)。

然后，在我們進(jìn)入了具體的模式/問題域之后，它還詳細(xì)介紹了如何實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的模式。如分層：

POSA Layer

有了這系列的配合，我們便可以完善整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

微服務(wù)的模式語言

接著，讓我們來看看《微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)模式》中關(guān)于微服務(wù)的架構(gòu)模式概述：

微服務(wù)模式語言

從上圖中，我們可以看到由 Chris Richardson 整理的這個(gè)微服務(wù)模式語言，對(duì)語言進(jìn)行了多層的分類，并指明了它們之間的關(guān)系。頗為遺憾的是這個(gè)模式語言只包含了關(guān)系，缺少了一些相關(guān)關(guān)系的描述。

雖然如此，但是從總體上來說，它還是能在一定程度上幫助我們?cè)O(shè)計(jì)微服務(wù)。

相關(guān)書籍：《POSA 4》、《POSA 5》、《微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)模式》

模式的模式

從模式再模式歸類，再到模式語言，我們已經(jīng)有了整套的方案。最后，我們就剩下一些有意思的問題，諸如于如何發(fā)現(xiàn)新的模式?如何對(duì)現(xiàn)有的模式進(jìn)行一些抽象。

對(duì)于『模式的模式』的理解，有助于我們更好地理解好設(shè)計(jì)模式。對(duì)于設(shè)計(jì)模式的理解之后，只需要理解其背后的模式，就不需要再去熟記每個(gè)設(shè)計(jì)模式。

所以，我們就來到了元素模式，依據(jù)的它也是來自于一本書《元素模式》。

元素模式：設(shè)計(jì)模式的模式

模式是來源于對(duì)慣用法的總結(jié)，而諸如于元素模式則是對(duì)于設(shè)計(jì)模式的提取，即模式中的模式。元素模式(Elemental Design Patterns)的核心要義是一組面向?qū)ο蟮幕靖拍睢?/p>

對(duì) OO 中的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行更細(xì)致的拆分，我們就能得到位于其背后的模式。作為其中的核心元素模式便是：創(chuàng)建對(duì)象、檢索、繼承和抽象接口。于是，如書上所說，結(jié)合這四個(gè) EDP，我們可以創(chuàng)建對(duì)，并實(shí)施特定的保證，在運(yùn)行時(shí)建立自此的關(guān)聯(lián)，并從一種類型出發(fā)建立其他類型，以及創(chuàng)建出聲明，并帶有關(guān)于未來的、未定的類型的保證。

而我們?cè)趯?shí)施方法調(diào)用時(shí)，也被抽象了四個(gè) EDP：遞歸、委托、重定向和集聚，以此構(gòu)成了設(shè)計(jì)的砌塊。

架構(gòu)模式的模式

最后就回到了我想抽象的問題，那么架構(gòu)模式其背后的模式又有什么呢?我試著進(jìn)行了簡(jiǎn)單的拆解：

• 契約。輸入與輸出、API 等。
• 分割。隔離變化、明確職責(zé)等。
• 約束。功能需求和非功能需求、性能等。
• 封裝。接口封裝。
• 協(xié)作。協(xié)作風(fēng)格等
• ……

當(dāng)然了，我還需要他們進(jìn)行重新命名，以構(gòu)建在架構(gòu)模式領(lǐng)域的統(tǒng)一語言。

其它

盡管，它有些復(fù)雜，但是依舊很有意思。

相關(guān)資料

《元素模式》

《設(shè)計(jì)模式》 -> 《設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》

《POSA 4》 -> 《面向模式的軟件架構(gòu)，卷 4：分布式計(jì)算的模式語言》

《POSA 5》 -> 《面向模式的軟件架構(gòu)，卷 5：模式與模式語言》

《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》 -> 《領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：軟件核心復(fù)雜性應(yīng)對(duì)之道》

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「 phodal」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系 phodal公眾號(hào)。