面向模式的架构重构六种模式

面向模式的架构重构流程是：输入软件架构图（由项目代码聚类恢复出的架构依赖图），根据软件质量度量结果确定需要提高的质量指标（重构需求），据此选择合适的模式，用模式能阐述的问题制定重构点定位规则，检测到重构点后按模式的解决方案制定重构方案并实施，得到新架构图，再通过重构仿真验证效果。模式选择依据一张”模式-质量指标关联表”：不同模式对不同质量指标的影响方向不同（如分层模式能改善可修改性、可测试性、可替换性，但会导致易理解性下降），当多种模式都能满足度量未达成的需求时，优先选择重构代价最小的模式。重构点定位借鉴设计模式重构点定位的决策树思想，每棵决策树对应一个模式，节点分UnaryNavigationNode（判断结果为true才继续、否则停止查找）、BinaryNavigationNode（无论结果对错都有对应节点继续判断）、DesignPatternNode（叶节点，表示该位置可应用该模式）三类。六种典型模式各自对应不同的架构缺陷形态：分层模式把有相似性的组件（通过扇入扇出关系判断，如都依赖同一组件则视为相似）聚成同一层，靠全排列方式找出”下层不依赖上层”的最合理分层——重构后软件结构清晰、更易修改测试理解替换。正交模式找出没有入度、出度最多的顶层组件（往往是系统入口或主控组件），从它出发做图深度遍历得到多条”线索”（每条线索代表一种独立功能），删除线索间不必要的依赖使线索间正交——重构后项目分成多个独立线索，便于组件替换修改。微内核模式把扇出最多的组件视为核心组件（基础组件），其依赖的组件视为插件，删除插件间的依赖关系——重构后核心组件只提供基础通用功能，插件即插即用，便于扩展升级（Eclipse就是这种模式的典型案例）。整体与部分模式把一个组件拆成一个Whole组件（封装外部访问该组件的接口）和多个独立的Part组件（各自完成部分功能）——重构后外部只能通过Whole组件与内部交互，内部功能被拆解成独立单元。消息总线模式在组件间依赖过于密切时插入一个新的消息总线组件，所有组件交互都改由总线负责接收转发——重构后组件间通过总线通信，方便解耦。数据库模式让所有应用组件只与一个数据库组件交互、删除应用组件间的直接关系——适合需要管理大量持久共享数据的场景，重构后组件间相互独立、都只与数据库交互。六种模式对应六种截然不同的”依赖关系整理方式”：分层是按抽象层次纵向切分，正交是按功能线索横向切分，微内核和消息总线分别用”核心-插件”和”中介总线”两种方式做去中心化解耦，整体与部分是对单个臃肿组件做内部再拆分，数据库模式则是把共享状态集中到唯一的持久化组件。