设计模式（1） - UML类图

1、前言

从这一节开始，我们将一起学习设计模式。我们的学习目标是什么呢？

了解常用设计模式以及它们的使用场景；
分析实际工程中设计模式的使用，揣摩实际意图，了解作者设计思路；
尝试运用设计模式迭代、重构自己的代码；
提升软件架构设计思路。

最近在阅读 Android 源码，时常碰到代码中有一些巧妙的写法，简单的如 MediaPlayerService 中的 IFactory，我知道它是工厂模式，但是却不十分清楚它为什么这么用；复杂点的如 NuPlayer 中的 DeferredActions 机制，我只能慢慢揣摩它是如何工作的，最终也能琢磨出个大差不差；有些特点不太鲜明的如 NuPlayer Source 中的 wrapper，我就不是很理解它为什么要这么写了。

学习一些优秀的工程源码实现时，常常因为不理解其中这些设计的思路，觉得作者写的晦涩难懂；有的时候猛然揣摩出作者的用意，又觉得豁然开朗。很多时候即使我们知道了一些设计或者写法，但是并不一定能够灵活运用，为了让初学者能够写出更优秀的代码，前人整理整理出了写作过程中常用的技巧和设计模式，深入学习和思考设计模式，无论是对代码阅读还是写作都是大有裨益的。

2、UML 类图

庞大的工程往往具有相当多且复杂的类，阅读这些类时我们常常会用 UML 类图来展示复杂的类关系，以下是一个简单的 UML 类图示例：
请添加图片描述

车是一个抽象类；
汽车继承于车，它和车的关系为实现关系，使用带空心箭头的虚线表示；
轿车和汽车之间也是继承关系，它们之间的关系为泛化关系，使用带空心箭头的实线表示；
发动机与汽车之间是组合关系，使用带实心箭头的实线表示；
学生与班级之间是聚合关系，使用带空心箭头的实线表示；
学生和校园卡之间为关联关系，使用带箭头的实线表示；
学生上学要用自行车，与自行车是一种依赖关系，使用带箭头的虚线表示；

3、类之间的关系

3.1、实现关系

实现关系指的是将抽象概念变成现实实现。拿上面的示例来说，我们只知道车可以移动，但是不知道车长什么样子，要如何移动，所以它只是一个概念。汽车包含有发动机、变速箱等组件，踩油门就可以移动；自行车两个轮胎一个把手，用脚踩就可以移动。汽车和自行车将虚无的（抽象）概念变成现实，所以用带虚线的箭头表示实现关系。

在代码中，实现关系表现为继承抽象类。

3.2、泛化关系

泛化关系指的是具体事物的不同形态。同样拿车为例子，我们已经知道车由变速箱、发动机等组成，但是它们仍可以组成不同的形态，如轿车和SUV，它们都属于汽车，但是又有各自的特点。

在代码中，泛化关系表现为继承非抽象类；

以 MediaPlayerInterface.h 为例，MediaPlayerInterface 继承于 MediaPlayerBase，并且实现了 hardwareOutput，这个关系是属于实现还是泛化关系呢？

个人以为是泛化关系，将 MediaPlayerBase 泛化为使用 software mixer 和 hardware output 两种 player。泛化关系常常会修改基类方法或者是新增对外接口，可能会影响多态的使用（需要做强转才能调用泛化类的新接口）。

例如 MediaPlayerBase 在实际使用中需要做强制转换才能实现 setAudioSink 的调用。

	sp<MediaPlayerBase> p = createPlayer(playerType);if (!p->hardwareOutput()) {mAudioOutput = new AudioOutput(mAudioSessionId, mAttributionSource,mAudioAttributes, mAudioDeviceUpdatedListener);static_cast<MediaPlayerInterface*>(p.get())->setAudioSink(mAudioOutput);}

泛化关系见的比较少，下次碰见再补充到这里。

3.3、聚合关系

聚合关系指的是整体和个体，整体由个体组成，但是整体不存在并不会影响个体。例如 buffer list 和 buffer 的关系，buffer 可以组成 buffer list，buffer list 不存在并不会影响 buffer。

3.4、组合关系

组合关系表示的是部分和整体的关系，它和聚合关系由比较大的区别，组合关系的整体不存在了，部分也就不存在了，反之也一样。

可能有的人会不理解什么叫“整体不存在了部分也就不存在了；部分不存在了整体也不存在了”，这里以 ACodec.h 为例，ACodec 中有一个 mBufferChannel 成员，ACodec 销毁了，那么 mBufferChannel 也就随之销毁了，这里体现的就是组合关系；如果 mBufferChannel 销毁了，那么 ACodec 自然也就无法工作了。

之前看汽车和发动机的例子会有一些疑惑，明明发送机可以独立存在，为什么它和汽车还是组合关系呢？现在的理解是这样，如果没有汽车，也就没有发动机存在的必要了，所以说是没有整体也就没有部分。

组合关系比聚合关系更加强烈，用黑色箭头表示强烈程度。

在代码中，聚合关系和组合关系通常以成员变量体现出来，具体属于哪一种还需要自己揣摩。