廖峻鋒 Aug 22,2003 NCCU Computer Center

1. UML-F tags for Framework Construction Principles and Patterns- The UML Profile for Framework Architectures讀書會第四章 廖峻鋒 Aug 22,2003 NCCU Computer Center

2. 學習目標 • 建構Framework的二大原則(及其標記) • Unification / Separation • Template-Hook觀念(及其標記) • Gof Patterns的五大建構原則(Meta Patterns)(及其標記) • 所有的Gof皆可歸為這五類。 • 如何自訂標記

3. Agenda • 背景知識 • Template / Hook • Essential Framework Construction Principles • UML-F for Gof Patterns • UML-F for Domain-specific Patterns • 進階閱讀參考

4. 背景知識 • 控制權互換(Inversion of Control) • Template / Hook • 三個重要的基本Patterns

5. [重要]實作和流程控制角色的互換(Inversion of Control) • 傳統的公用函式庫(Library) • 函式由函式庫定義。 • 我們寫主程式，在主程式中呼叫函式。 • 你控制流程，Library提供實作。 • 框架(Framework) • 主程式由框架定義。 • 我們實作函式，被框架定義的主程式所呼叫。 • Framework控制流程，你提供實作!

6. Inversion of Control

7. Library Reuse String countStr = “256”; int count = Integer.parseInt(countStr); 你控制流程，Library提供實作! Structured Style!

8. Framework Reuse public class MyServlet extends HttpServlet { public void doGet(…){ // 提供實作 } } Framework控制流程，你提供實作! Call Back Style!

9. Meta Patterns • Gof Patterns其實用來用去也都是那幾招。 • 由Template / Hook組合成不同Meta Patterns. • 作者認為各式各樣的Design Patterns只是T / H的不同組合而已。

10. Template Method /Hook Method • 我們寫Framework時主要邏輯通常會寫在Template Method 中。 • Template Method會呼叫若干Hook Method，Hook Method通常就是「變異點」。 • 只要改寫Hook Method，就可改變Template Method的行為。(課本第68頁中) • 參考下頁的例子。

11. 範例:Template / Hook Method

12. Template/Hook Class • Template Class /Hook Class • 擁有Template method的類別稱為Template Class。 • 擁有Hook method的類別稱為Hook Class。 • 同一類別可能同時是Template及Hook Class。(例如:Unif. 、Chain of Resp.)

13. UML-F層級關係

14. UML-F (Template / Hook)

15. 範例 類似name space觀念 可以想成:在做s1這件任務時，B是擔任hook class的角色，做s2時，B是擔任template class的角色…

16. Hook Scale up • Template Class 可能也是別人的Hook Class • 可參閱上一張投影片

17. 三個重要的基本Patterns • Delegate[Grand98] - 繼承的替代方案 • Template Method[Gof95]- Inversion of Control的標準方式! • Interface[Grand98] - 利用界面區隔類別使用者(Client)與類別實作(Concrete Classes).

18. Delegate • Java API中到處都是Delegate. - Patterns in Java ,volume I by Mark Grand.

19. Delegate範例 觀察:Design Pattern時常混合出現(A.Shalloway et al. 2000)

20. Interface[Grand98] • Interface規定了一組方法(method)，所有實作它的元件都要實作所有方法。 • Client呼叫的是Interface中的方法，所以元件的抽換對Client來說是感覺不到的(不用改code)。

21. 實作界面就可保証符合規格

22. ps.其實這是一個strategy pattern java.io.FilenameFilter

23. Template Method[Gof95] • 一個Browser向HttpServlet發出post時，會觸發doPost()方法。 • 一個Browser向Servlet發出get時，會觸發doGet()方法。 • 判別是get 或 post，由HttpServlet決定，至於doPost()，doGet()由子類別決定。 • Template Method是Framework中最常見到的Design Pattern!

24. Servlet

25. Patterns的五大建構原則 • 根據本書的歸納，所有Gof Patterns可分為五大Meta Patterns. • Unification、Separation、Composite、Decorator及Chain-Of-Responsibility(參見p96,Fig 4.24)。

26. Patterns的五大建構原則

27. 五大原則(圖) Unification Separation 觀察:Template在子類別!

28. 建構框架二大基本原則-Essential Framework construction principles • Unification construction principle • Separation construction principle

29. Unification template、hook在同一個Class Template method Hook method

30. 範例:登入機制的抽象化

31. UML-F (Unification) UML-F tags for Unification Construction Principle

32. Observer Pattern Separation Hook method Template method Template Class 與 Hook Class有委任關係

33. Interface 範例:Strategy Delegate 觀察:Design Pattern時常混合出現(A.Shalloway et al. 2000)

34. UML-F(Separation)

35. 範例:FilenameFilter

36. Abstract Coupling(課本4.3.1) • Separation 原則時常是Abstract Coupling，所以有時候我們也稱Separation為Abstract Coupling。

37. Abstract Coupling(課本4.3.1) Abstract coupling 這是一個Factory Method Pattern

38. UML-F tags for Gof Patterns • Factory Method • Strategy • Composite 這裏僅以Facotry Method為例，說明其方法。其它樣式請自行參考課本附錄B!

39. Factory Method的成員

40. UML-F for Factory Method • 類別: • FacM-Creator • FacM-Product • FacM-ConcreteCreator • FacM-ConcreteProduct • 方法 • FacM-facM,FacM-facM,FacM-anOp. 抽象方法!

41. 範例 : java.net.ContentHandler

42. UML-F tags for Domain-specific Patterns • Calculation Pattern • 其實這個Pattern就是一個標準的Strategy Pattern. • 將Strategy的UML-F標籤換成自訂的Domain-Specific tag.(參考課本p.108)

43. Framework進階閱讀 • Building Application Framework (Wiley)-這本很像論文集，不好唸且錯誤很多，宜以讀書會方式加以了解。 • Java Application Framework (Wiley). • 應用架構入門與實例 –台灣本土唯一一本Framework 著作，但是是數年前的著作，前幾章仍有閱讀的價值。(可自MISOO上自由下傳)。

44. Design Patterns學習地圖 • 精通任一種OO語言及OO基本觀念(繼承封裝多形)。 • Thinking in Java(有中譯本) . • Design Patterns入門 • Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis, 2/e(有中譯本) • Design Patterns Explained: A New Perspective on Object-Oriented Design(有中譯本) • Design Patterns 於 Java 語言上的實習應用(有中譯本)

45. Design Patterns學習地圖2 • 觀察別人如何使用Patterns(Java) • Java Design Patterns: A Tutorial • Applied Java Patterns(有中譯本) • Patterns in Java VI,V2. • 活用Patterns • Design Patterns Java Workbook(有中譯本) • Pattern Hatching: Design Patterns Applied(這本是以C++為例).

46. Design Patterns學習地圖3 • 經典 • Gof(有中譯本) • Architectural Patterns • Patterns of Enterprise Application Architecture • Pattern Oriented Software Architecture (POSA) • 這本書scope非常廣，包含了Software Architecture、Architectural Patterns 、Design Patterns及Idioms。

47. Design Patterns學習地圖4 • HillSide Group(http://hillside.net) - 由Kent Beck 及Grady Booch建立，是Pattern族群的聖殿。