課程大綱：

第一單元：

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)：

角色、職責(zé)與協(xié)作

職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的核心驅(qū)動(dòng)力是對(duì)象的職責(zé)，合理的職責(zé)分配是卓越軟件設(shè)計(jì)的前提。只有合理地分辨對(duì)象的職責(zé)，才能夠定義良好的對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)符合系統(tǒng)一致性的對(duì)象協(xié)作關(guān)系。

1、職責(zé)的層次

通過職責(zé)層次模型對(duì)需求進(jìn)行分析，識(shí)別出業(yè)務(wù)價(jià)值、業(yè)務(wù)功能與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。職責(zé)層次的分解可以有效地幫助設(shè)計(jì)者辨別職責(zé)。

（1）職責(zé)層次的識(shí)別

（2）職責(zé)層次與軟件架構(gòu)層次之間的關(guān)系

（3）職責(zé)與概念、規(guī)約與實(shí)現(xiàn)

（4）案例分析：分析郵件服務(wù)器代碼暴露的問題，在可重用性、代碼可維護(hù)性、可擴(kuò)展性等諸多方面著手，剖析代碼壞味道。通過分辨職責(zé)層次，來改善設(shè)計(jì)。并提出需求變更，從而引入對(duì)Observer模式、Strategy模式、Simple Factory模式、Mediator模式與Chain Of Responsibility模式的對(duì)比與分析；

（5）實(shí)戰(zhàn)演練：設(shè)計(jì)一個(gè)作業(yè)調(diào)度框架，它能夠根據(jù)指定的時(shí)間觸發(fā)作業(yè)，執(zhí)行自定義任務(wù)。

2、職責(zé)的分類

職責(zé)并不等于功能，也不等同于行為或方法。分析職責(zé)，應(yīng)從對(duì)象的認(rèn)知與行為入手。

3、對(duì)象的角色

角色、職責(zé)與協(xié)作是三位一體的關(guān)系，角色是發(fā)起職責(zé)的對(duì)象，職責(zé)則應(yīng)該是對(duì)象之間的協(xié)作。不同角色的對(duì)象，履行的職責(zé)是不同的。

（1）信息持有者：信息的格式；是否需要持久化；信息源的改變，是否需要更新；處理信息的方式；

（2）構(gòu)造者：構(gòu)造者與構(gòu)造對(duì)象的關(guān)系；構(gòu)造的方式；聚合與合成；

（3）服務(wù)提供者：主動(dòng)告知，被動(dòng)告知；獨(dú)立的行為；提供有業(yè)務(wù)價(jià)值的行為；

（4）協(xié)調(diào)者：如何委派和轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求；如何通知其他對(duì)象要做的工作；如何通知狀態(tài)的變化；

（5）控制者：控制者與被控制者的關(guān)系；控制的決策與邏輯；驅(qū)動(dòng)其他對(duì)象；收集與決策有關(guān)的信息；

（6）案例：處理HTTP請(qǐng)求與應(yīng)答，體現(xiàn)信息持有者角色；JMS對(duì)Queue的創(chuàng)建體現(xiàn)構(gòu)造者角色；稅務(wù)報(bào)告的生成體現(xiàn)服務(wù)提供者角色；服務(wù)定位器體現(xiàn)協(xié)調(diào)者角色；內(nèi)容驗(yàn)證器體現(xiàn)控制者角色；

4、職責(zé)與封裝的關(guān)系

缺乏合理的封裝，就會(huì)缺少正確的領(lǐng)域?qū)ο?，從而?dǎo)致領(lǐng)域信息散亂分布到系統(tǒng)各個(gè)方法，使得概念不夠清晰，導(dǎo)致職責(zé)混亂。

5、模塊級(jí)的職責(zé)分配

（1）問題分析：模塊之間職責(zé)的分配，在面臨三種問題時(shí)，應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？通過對(duì)具體問題的分析，討論模塊之間的職責(zé)分配，以及對(duì)高內(nèi)聚、松耦合的理解。同時(shí)，該問題分析還將引入Template Method模式；

（2）問題分析：錯(cuò)誤的職責(zé)分配帶來的循環(huán)依賴問題，以及對(duì)包的復(fù)用原則的違背，提出解決辦法；

（3）模塊重用：對(duì)eBay模塊的分析，以及對(duì)某大型系統(tǒng)架構(gòu)的演進(jìn)，提出模塊重用的方式；

6、原則與模式

（1）單一職責(zé)原則：分析該原則的核心思想，關(guān)注對(duì)象的變化點(diǎn)；

（2）案例分析：功能引擎中對(duì)功能對(duì)象的加載，如何體現(xiàn)職責(zé)分離帶來的好處；通過對(duì)案例分析引入Proxy模式；

（3）專家模式：專家模式的核心思想是信息的持有者是操作該信息的專家；

（4）案例分析：報(bào)表參數(shù)的處理方式，如何通過識(shí)別設(shè)計(jì)違背了專家模式，并依據(jù)專家模式對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，從而巧妙地利用多態(tài)消除代碼壞味道，并進(jìn)而通過引入Adapter模式處理模塊之間的依賴關(guān)系；

（5）自治對(duì)象：分析了自治對(duì)象的特征，分別包括：最小完備，穩(wěn)定空間，自我履行與獨(dú)立進(jìn)化。

（6）案例分析：用戶狀態(tài)機(jī)，給出了某金融系統(tǒng)中復(fù)雜的用戶狀態(tài)遷移，體現(xiàn)的復(fù)雜授權(quán)、登錄等業(yè)務(wù)邏輯，并由此引入State模式來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，體現(xiàn)自治對(duì)象的特征。

第二單元

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)：

抽象與變化

擴(kuò)展式設(shè)計(jì)

合理的職責(zé)分配并不能完全保證軟件設(shè)計(jì)的卓越，因?yàn)樾枨笞兓擒浖_發(fā)的常態(tài)，因此設(shè)計(jì)必須在一定程度滿足變化，保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

1、抽象的意義

抽象的關(guān)鍵在于尋找多個(gè)對(duì)象（或行為）具有的共同特征，并對(duì)特性進(jìn)行泛化。泛化的特征可以暴露在外，從而隔離內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。

（1）用例分析：對(duì)用例和參與者的泛化；遵循的原則；

（2）案例分析：授權(quán)框架的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了對(duì)共同特征的提取，合理引入Chain Of Responsibility模式與Template Method模式；

（3）案例分析：項(xiàng)目管理模型的抽象，通過對(duì)多種項(xiàng)目管理過程進(jìn)行分析，對(duì)各種模型概念進(jìn)行分類，并抽象出模型的共同特征，從而簡(jiǎn)化模型；

2、識(shí)別變化

要保證設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性，主要過程是識(shí)別變化點(diǎn)，然后對(duì)變化進(jìn)行封裝。

（1）變化點(diǎn)：常見的變化點(diǎn)包括業(yè)務(wù)規(guī)則、算法策略、外部服務(wù)、硬件支持、命令請(qǐng)求、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式、業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)配置、界面表現(xiàn)；

（2）案例分析：電子商務(wù)系統(tǒng)的Invoice業(yè)務(wù)規(guī)則，引入Specification模式；CIMS系統(tǒng)的機(jī)器加載策略，引入Strategy模式；短信服務(wù)，引入Facade模式與Adapter模式；人力資源系統(tǒng)考勤模塊，引入Gateway模式；

（3）案例分析：CQRS框架，對(duì)命令處理邏輯的包裝，引入Decorator模式，并通過分析變化點(diǎn)，引入另一種替代Decorator模式的設(shè)計(jì)。

3、依賴解耦

處理變化的關(guān)鍵是要解除對(duì)具體對(duì)象的依賴。

（1）表驅(qū)動(dòng)法

（2）配置與反射

（3）IoC容器

（4）慣例優(yōu)于配置

4、擴(kuò)展式設(shè)計(jì)

擴(kuò)展式設(shè)計(jì)分為三個(gè)步驟，分別為：分離職責(zé)各司其職，利用抽象統(tǒng)一接口，引用接口預(yù)留空白。擴(kuò)展式設(shè)計(jì)可以有效地保證整個(gè)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

（1）擴(kuò)展式設(shè)計(jì)的步驟

（2）實(shí)戰(zhàn)演練：訂單處理，通過三次迭代逐步改進(jìn)原有設(shè)計(jì)，并分別遵循專家模式、分離原則與擴(kuò)展式設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)在修改最小的前提下滿足需求變化。在設(shè)計(jì)演進(jìn)中，討論對(duì)設(shè)計(jì)模式的合理運(yùn)用，并引入Specification模式；

（3）案例分析：配置管理框架的設(shè)計(jì)，該框架能夠支持配置信息的多種存儲(chǔ)形態(tài)，包括文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、LDAP等；支持多種獲取配置的方式，如Web服務(wù)，REST服務(wù)。配置管理框架的接口需要保證其統(tǒng)一性和一致性，同時(shí)在滿足可擴(kuò)展要求下，提供接口的易用性。

（4）案例分析：消息隊(duì)列規(guī)范的設(shè)計(jì)。通過分析JMS、MSMQ、RabbitMQ和NServiceBus的設(shè)計(jì)，理解抽象的含義，例如理解面向接口設(shè)計(jì)、接口隔離原則、按意圖設(shè)計(jì)、Facade模式與企業(yè)集成模式。

（5）實(shí)戰(zhàn)演練：CIMS基于消息的分布式架構(gòu)。通過對(duì)服務(wù)的統(tǒng)一抽象，以及對(duì)消息處理的職責(zé)分配，建立一個(gè)協(xié)作合理的分布式架構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中會(huì)引入Command模式、Publisher – Subscriber模式、Message Bus模式、Message Translator模式、Lookup模式。

第三單元

場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：

利用場(chǎng)景建模

設(shè)計(jì)過程

無論進(jìn)行怎樣的設(shè)計(jì)，都不能離開具體的場(chǎng)景。場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的要義是基于場(chǎng)景有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。場(chǎng)景既是設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)力，又是設(shè)計(jì)的約束，從而獲得恰如其分的設(shè)計(jì)。

1、場(chǎng)景的目標(biāo)層次

（1）概要目標(biāo)：系統(tǒng)層次的場(chǎng)景劃分，每個(gè)概要目標(biāo)可對(duì)應(yīng)子系統(tǒng)的需求目標(biāo)。通過概要目標(biāo)引入領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的Unbounded Context。

（2）用戶目標(biāo)：業(yè)務(wù)層次的場(chǎng)景劃分，每個(gè)用戶目標(biāo)對(duì)應(yīng)各個(gè)子系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)價(jià)值，并以服務(wù)的形式暴露給調(diào)用者。

（3）子功能：功能層次的場(chǎng)景劃分，每個(gè)子功能都對(duì)應(yīng)于業(yè)務(wù)功能，并以領(lǐng)域?qū)ο蠡驒M切關(guān)注點(diǎn)的方式，由服務(wù)調(diào)用。

（4）案例分析：電子商務(wù)系統(tǒng)的場(chǎng)景目標(biāo)劃分，以層次模型的方式表現(xiàn)場(chǎng)景。

2、場(chǎng)景的6W模型

（1）6W的內(nèi)容：分別為who（對(duì)應(yīng)于角色）、why（對(duì)應(yīng)于業(yè)務(wù)價(jià)值）、when（對(duì)應(yīng)于對(duì)象的協(xié)作）、what（對(duì)應(yīng)于業(yè)務(wù)功能）、where（對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景邊界）和hoW（對(duì)應(yīng)于業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)）；

（2）6W模型的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力：6W模型的關(guān)鍵是在場(chǎng)景邊界內(nèi)，通過場(chǎng)景識(shí)別出角色，再以角色為設(shè)計(jì)入口，運(yùn)用職責(zé)的層次模型識(shí)別出業(yè)務(wù)價(jià)值、業(yè)務(wù)功能和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，從而根據(jù)職責(zé)模型獲得領(lǐng)域模型，再通過時(shí)序圖，處理對(duì)象之間的協(xié)作關(guān)系，進(jìn)一步精煉出更為準(zhǔn)確的領(lǐng)域模型。

3、場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)演練

（1）實(shí)戰(zhàn)案例：某大型跨國(guó)公司的內(nèi)部培訓(xùn)系統(tǒng)，包括培訓(xùn)計(jì)劃制訂，培訓(xùn)實(shí)施以及員工職業(yè)生涯規(guī)劃等功能；

（2）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，識(shí)別場(chǎng)景的目標(biāo)層次；

（3）劃分需求場(chǎng)景，運(yùn)用6W模型進(jìn)行場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)；

場(chǎng)景一：將培訓(xùn)的Ticket分配給員工。在分配ticket時(shí)，需要指定deadline，以及取消票或deadline到期時(shí)的Action。同時(shí)，將該ticket的狀態(tài)設(shè)置為pending；

場(chǎng)景二：在接收到分配ticket的通知后，并在設(shè)定的deadline之前，拒絕該ticket。此時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行事先分配給ticket的取消票的action；

場(chǎng)景三：根據(jù)設(shè)定的trigger周期，定期掃描在當(dāng)日滿足deadline條件的ticket；如果存在滿足deadline條件的ticket，且ticket的狀態(tài)不為accepted，則需要觸發(fā)事先指定給該ticket的action。

場(chǎng)景四：無論是nomination，還是接收ticket、取消ticket，或者deadline以及取消執(zhí)行的action，只要是對(duì)ticket進(jìn)行了處理，都需要記錄這次處理ticket的記錄，以便于未來對(duì)該票的跟蹤；

整個(gè)演練將完整介紹場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的過程，并結(jié)合前面講解的職責(zé)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與擴(kuò)展式設(shè)計(jì)，確保優(yōu)良的設(shè)計(jì)。案例會(huì)引入對(duì)領(lǐng)域建模的考量，識(shí)別職責(zé)、識(shí)別變化點(diǎn)并封裝變化。設(shè)計(jì)會(huì)引入Strategy模式，Bridge模式、Repository模式、State模式以及Interceptor模式等，使設(shè)計(jì)滿足可重用性、可擴(kuò)展性。

4、卓越的軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)設(shè)計(jì)過程是由場(chǎng)景來驅(qū)動(dòng)，通過角色識(shí)別職責(zé)，然后遵循高內(nèi)聚原則對(duì)對(duì)象進(jìn)行封裝。合理的封裝還必須保證對(duì)象之間的協(xié)作是松耦合。其中，可通過識(shí)別變化點(diǎn)，利用抽象對(duì)變化進(jìn)行封裝。卓越的軟件設(shè)計(jì)還需要不斷地演進(jìn)，保證設(shè)計(jì)達(dá)到卓越的途徑是識(shí)別壞味道，然后通過重構(gòu)對(duì)代碼進(jìn)行改進(jìn)；還可以運(yùn)用探索式設(shè)計(jì)，對(duì)職責(zé)進(jìn)行合理的分配。

（1）常見的壞味道：包括過長(zhǎng)方法、過大的類、特性依戀、霰彈式修改、消息鏈、并行的繼承體系、中間人等；

（2）探索式方法：包括方法分組、觀察隱藏方法、尋找可以更改的決定、尋找內(nèi)部關(guān)系、尋找主要職責(zé)、草稿式重構(gòu)與關(guān)注當(dāng)前工作。

（3）卓越軟件設(shè)計(jì)模型