ANDROID 中设计模式的采用.docx

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ANDROID中设计模式的采用

ANDROID中设计模式的采用--行为模式

1职责链模式

职责链模式的意图为:

使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。

将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。

将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

职责链模式的结构图如下：

在ANDROID的输入管理系统中提交输入事件到视图时使用了职责链模式,其类图所示:

类图中的ViewRootImpl类的内部类EarlyPostImeInputStage、NativePostImeInputStage、ViewPostImeInputStage、SyntheticInputStage构成一个输入事件责任处理链，用来分阶段处理输入事件，如果本阶段对事件没有处理，则传递到下一个对象进行处理，直至事件被处理。

2、命令模式

命令模式的意图为：

将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。

命令模式的结构图如下：

在ANDROID系统中命令模式用的也比较多，如在事件输入系统中，在InputDispatcher对象转发事件过程中就采用了命令模式：

把每一个输入事件封装为类型为NotifyArgs的对象，不同的事件对应NotifyArgs类的不同子类，如按键事件对应NotifyKeyArgs类，触摸事件对应NotifyMotionArgs类，而NotifyArgs命令的接收对象为InputDispatcher，因此通过事件命令的执行把事件本身转发给InputDispatcher对象，实现事件的提交。

相关UML类图如下：

其中KeyguardViewMediator作为中介者角色，与电源管理、用户管理、报警管理、声音管理、状态条管理、KeyguardViewManager、KeyguardDisplayManager、KeyguardUpdateMonitor等服务或对象交互，读取相关状态，执行和触发keyguard事件相关的功能等，而KeyguardViewManager、KeyguardHostView、KeyguardUpdateMonitor类通过相关回调向KeyguardViewMediator传送Keyguard视图本身和keyguard有关状态更新方面的事件，另外KeyguardService服务也是通过KeyguardViewMediator查询keyguard的状态并通过IKeyguardService接口对外提供keyguard的状态信息。

6备忘录模式

备忘录模式的意图为：

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。

这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

备忘录模式的结构图如下：

在ANDROID系统中有不少采用备忘录模式的例子，如ACTIVITY活动状态的保存和恢复就是采用备忘录模式的一个例子。

在一个活动暂停或停止时调用活动的onSaveInstanceState（BundleoutState）函数把ACTIVITY的当前状态保存到Bundle对象中，活动恢复或重新启动时调用活动的onRestoreInstanceState（BundlesavedInstanceState）函数恢复到原先状态。

7、观察者模式

观察者模式的意图为：

定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

观察者模式的结构图如下：

观察者模式也称发布－订阅者模式，可以实现目标和多个观察者间的松散耦合，并支持广播通信，是最常用的设计模式之一。

在ANDROID系统中观察者模式也是普遍采用，观察者模式提供了ANDROD架构连接件的基础，在系统提供的广播组件及内容提供者组件、通知服务中以及视图控件和底层事件监听、UI事件输入等许多方面普遍采用。

观察者模式也是MVC模式的实现基础，MVC中的Model类担任目标的角色,而View担任观察者的角色。

8、状态模式

状态模式的意图为：

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。

对象看起来似乎修改了它的类。

状态模式的结构图如下：

状态模式在ANDROID系统中用的也比较多，尤其在数据连接、WIFI、蓝牙等网络连接和状态管理方面。

如在WIFI管理方面，就提供了WifiStateMachine、P2pStateMachine、WifiController、WifiApConfigStore、WifiWatchdogStateMachine五个状态机来管理WIFI相关功能的不同状态。

每个状态机对象在状态模式中起到Context作用，用来汇聚相关状态，启动状态执行等。

ANDROID系统中每个状态机管理的状态都派生自State类，State类是IState接口的实现。

WifiApConfigStore管理的状态图如下：

9、策略模式

策略模式的意图为：

定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可相互替换。

本模式使得算法可独立于使用它的客户而变化。

策略模式的结构图如下：

策略模式也是经常使用的模式，在ANDROID系统的几乎每个子系统中都有策略模式使用的影子,如窗口管理服务中提供窗口管理相关策略的WindowManagerPolicy接口对象；输入管理系统中提供输入事件读取和提交策略的InputReaderPolicyInterface和PointerControllerPolicyInterface接口对象,以及输入事件映射算法等；声音相关服务中提供声音输入和输出配置和激活策略的AudioPolicyInterface接口对象；网络管理相关服务中提供网络统计匹配策略的NetworkPolicy对象等。

10、模板方法模式

模板方法模式的意图为：

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。

TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

模板方法模式的结构图如下：

模板方法模式和观察者模式一样也是最常用的设计模式之一，模板方法非常基本，几乎可以在任何一个抽象类中找到。

工厂方法也是采用模板模式创建对象的特例。

在ANDROID系统中模板方法模式更是作为整个系统框架的基础和核心，为应用程序组件运行（包括ACTIVITY、SERVICE、Broadcastreceiver）提供了大的运行骨架，应用程序只需在应用组件的派生类中重新实现钩子函数（模板方法），即可以实现应用程序的客制化功能，这样既可以实现多样化的应用,又能够使应用程序开发遵循同样的框架API。

11、访问者模式

访问者模式的意图为：

表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。

它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

访问者模式的结构图如下：

访问者模式在ANDROID系统中也有使用，如输入管理服务中在调用getKeyboardLayout（StringkeyboardLayoutDescriptor）函数来获得键盘布局时，就使用了访问者模式。

getKeyboardLayout函数调用visitKeyboardLayout（StringkeyboardLayoutDescriptor,KeyboardLayoutVisitorvisitor）函数通过包管理服务来查询每个包，在应用包中发现keyboard-layout元素时，就调用访问者的visitKeyboardLayout函数来根据发现的keyboard-layout元素创建一个KeyboardLayout键盘布局对象。

ANDROID中设计模式的采用--结构型模式

结构型模式中的适配器模式、外观模式、装饰模式、代理模式都属于包装模式，都是对另外的类或对象的包装，只是各自的意图不同。

适配器模式通过对另外的类或对象的包装，将其接口转换为用户期望的接口，达到接口适配的目的。

外观模式是对包装的一组类或对象提供一个高层接口，意图是简化接口，使系统更加容易使用。

装饰模式的意图是在不改变包装对象接口的情况下为其增加另外的功能或职责。

代理模式的意图是通过对包装对象的包装以便控制对包装对象的访问。

适配器模式、外观模式对客户提供的接口与其包装类的接口有所不同，也就是这两种模式对客户来说改变了包装类的访问接口。

而装饰模式、代理模式对外不改变所包装类的接口，对客户提供的接口与包装类的接口相同。

1、适配器模式

适配器模式包括两种：

类适配器模式和对象适配器模式，一种使用了继承方式，一种使用了对象组合方式，相关的UML类图如下：

Android系统中适配器模式大量采用，由于ANDROID采用的是JAVA语言，而JAVA语言不支持多继承，因此在系统中采用的适配器模式主要是第二种，用来把包装对象的接口转换为需要的接口。

在Android系统中最常用的采用适配器模式的类为继承于BaseAdapter的类，如ArrayAdapter、CursorAdapter等，用来在底层数据和AdapterView视图之间提供适配，把对底层数据的读取接口转换为视图需要的接口。

类图如下：

继承于AdapterView的视图（Client）通过Adapter（Target）的接口函数获得视图需要的数据，如Adapter接口函数getItem（intposition）从底层数据集获得位置position的数据项，getCount（）函数获得数据集中的数据项的个数。

Adapter的具体类完成与不同底层数据类型读取接口的适配，如CursorAdapter类通过Cursor对象读取底层数据库中的数据，ArrayAdapter用来读取任意类型列表数组中的数据，HistoryAdapter用来读取类型为HistoryEntry的向量中的数据。

其它采用适配器模式的还有显示服务中DisplayAdapter类以及打印服务中的PrintDocumentAdapter类。

DisplayAdapter用来适配不同类型的显示设备，用来侦测和发现系统连接的不同类型的设备。

PrintDocumentAdapter用来适配不同的打印输出目标设备，如打印机或者文件，用来在这些设备输出打印内容。

2、外观模式

外观模式的类图如下：

在Android 系统中使用的外观模式的地方比较多，可以说每个系统服务都对客户提供了一个访问该系统服务的管理门户类，用来方便访问对应的系统服务，如窗口管理服务对应的WindowManager，输入管理服务对应的InputManager，活动管理服务对应的ActivityManager等等。

另外ContentResolver、Log、Context、ServiceManager也可以看作门户模式的采用。

ContentResolver用来为应用提供访问数据模式的公共接口，Log为应用提供使用log输出系统的公共接口，Context为应用提供访问整个系统的接口。

ServiceManager提供访问其它系统服务的入口。

3 、装饰模式

装饰模式的类图如下：

在Android系统中也有不少使用装饰模式的例子。

如ContextThemeWrapper类及其派生类Activity和Service。

UML类图如下：

ContextWrapper是对ContextImpl类的包装,Service类和Activity类都是ContextWrapper的派生类,Service类直接派生自ContextWrapper，Activity间接派生自ContextWrapper的子类ContextThemeWrapper，Service类和Activity类分别在ContextWrapper和ContextThemeWrapper类的接口基础上添加和实现了各自的生命周期回调接口（钩子），Activity类还提供了与其相关的窗口和视图显示相关的功能。

ContextThemeWrappe的功能是在ContextWrapper基础上添加了对主题（Theme）的支持及在通过getSystemService接口返回服务管理对象时对于LAYOUT_INFLATER_SERVICE服务做了特殊处理，采用原形模式返回一个LayoutInflater对象的克隆对象。

4、代理模式

代理模式的类图如下：

在Android系统中代理模式也是普遍采用，每一个系统服务和本地服务都对应一个远端代理类，用来实现跨进程的访问系统服务或本地服务。

每一个系统服务为一个Stub对象，而客户端通过一个Proxy对象访问对应的Stub对象。

如管理管理服务对应的类图如下：

WindowManagerGlobal作为客户通过继承于接口IWindowManager的一个代理对象IWindowManager.Stub.Proxy跨进程访问系统服务WindowManagerService。

5 、桥接模式

桥接模式的意图为：

将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

这里的抽象和实现指的不是类的抽象和实现，而可以理解为功能抽象（或界面）和功能实现。

任何具有实现关系的两个独立演化派生的类之间都可以构成桥接模式，桥接模式主要用在需要跨越多个平台的图形和窗口系统上。

如所有介绍桥接模式的书中几乎都是以不同特性的窗口与窗口功能的实现，不同的视图（或图形）与视图（或图形）的绘制作为采用桥接模式的例子。

如下为桥接模式的类图结构：

同样在ANDROID系统中不同的视图构成的视图树与完成视图的绘制功能的类之间，以及窗口类与窗口的功能实现类之间也可以认为采用的是桥接模式。