嵌入式框架设计中的四种常用模式
发布时间：2023-11-03 14:07:01
1. 模板方法模式
模板方法模式是框架中最常用的设计模式。其根本的思路是将算法由框架固定，而将算法中具体的操作交给二次开发者实现。例如一个设备初始化的逻辑，框架代码如下：
DownloadFPGA 和 InitKeyPad 都是 CBaseDevice 定义的虚函数，二次开发者创建一个继承于 CBaseDevice 的子类，具体来实现这两个接口。框架定义了调用的次序和错误的处理方式，二次开发者无须关心，也无权决定。
2. 创建型模式
由于框架通常都涉及到各种不同子类对象的创建，创建型模式是经常使用的。例如一个绘图软件的框架，有一个基类定义了图形对象的接口，基于它可以派生出椭圆，矩形，直线各种子类。当用户绘制一个图形时，框架就要实例化该子类。这时候可以用工厂方法，原型方法等等。
3. 消息订阅模式
消息订阅模式是最常用的分离数据和界面的方式。界面开发者只需要注册需要的数据，当数据变化时框架就会将数据“推”到界面。界面开发者可以无须关注数据的来源和内部组织形式。
消息订阅模式最常见的问题是同步模式下如何处理重入和超时。作为框架设计者，一定要考虑好这个问题。所谓重入，是二次开发者在消息的回调函数中执行订阅/取消订阅的操作，这会破坏消息订阅的机制。所谓超时是指二次开发者的消息回调函数处理时间过长，导致其他消息无法响应。最简单的办法是使用异步模式，让订阅者和数据发布者在独立进程/线程中运行。如果不具备此条件，则必须作为框架的重要约定，禁止二次开发者产生此类问题。
4. 装饰器模式
装饰器模式赋予了框架在后期增加功能的能力。框架定义装饰器的抽象基类，而由具体的实现者实现，动态地添加到框架中。
举一个游戏中的例子，图形绘制引擎是一个独立的模块，比如可以绘制人物的静止，跑动等图像。如果策划决定在游戏中增加一种叫“隐身衣”的道具，要求穿着此道具的玩家在屏幕上显示的是若有若无的半透明图像。应该如何设计图像引擎来适应后期的游戏升级呢？
当隐身衣被装备后，就向图像引擎添加一个过滤器。这是个极度简化的例子，实际的游戏引擎要比这个复杂。装饰器模式还常见用于数据的前置和后置处理上。
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