prezentace

Design Patterns
Tomáš Herceg
Microsoft MVP (ASP.NET)
www.dotnetcollege.cz
Základní návrhové vzory
• Kategorie
• Creational Patterns
• starají se o vytváření instancí
• Structural Patterns
• struktura komponent v systému, rozčlenění
• Behavioral Patterns
• samotné chování systému
• komunikace a interakce mezi objekty
Creational Patterns
• Factory
• Abstract Factory
• Prototype
• Singleton
Factory
• Metoda, která na základě nějakých pravidel vrací
instance třídy T nebo jejích potomků
• konkrétní typ není "natvrdo" v kódu
• např. třída DataAccessFactory
• metoda Create
• podle konfigurace vrátí buď instanci třídy
• PlainTextFileDataAccess
• SqlDataAccess
• všechny dědí ze třídy DataAccess
Abstract Factory
• Chceme vytvářet rodiny "podobných" objektů
• opět nemáme konkrétní typy přímo v kódu
Prototype
• Prototyp
• předpřipravený inicializovaný objekt
• metoda Clone()
• vytvoří kopii objektu podle daného prototypu
• V .NETu rozhraní ICloneable
Singleton
• "anti-pattern"
• zaručuje, že v aplikaci bude nejvýše
1 instance dané třídy
• statická metoda GetInstance
• vytvoří instanci nebo vrátí již vytvořenou
• problémy
• obtížná testovatelnost
• nelze rozumně mockovat
Singleton
• "anti-pattern"
• zaručuje, že v aplikaci bude nejvýše
1 instance dané třídy
• statická metoda GetInstance
• vytvoří instanci nebo vrátí již vytvořenou
• problémy
• obtížná testovatelnost
• nelze rozumně mockovat
Structural Patterns
• Adapter
• Bridge
• Composite
• Decorator
• Facade
• Proxy
Adapter
• někdy též Wrapper
• převedení jednoho rozhraní na jiné
• znovupoužitelnost
• jedna třída "obsluhuje "několik rozhraním
• kdykoliv je možné doplnit další bez zásahu do samotné třídy
• zpětná kompatibilita
Decorator
• dynamické přidávání dodatečné funkcionality
konkrétním objektům
• na místech, kde podědění třídy a přidání funkce není
praktické
• nemáme vícenásobnou dědičnost
Decorator
Composite
• hierarchie, každý uzel má stejné rozhraní
• např. strom komponent ve formuláři
• např. reprezentace aritmetických výrazů
Façade
• "Vytažení" některých funkcí ze složitější struktury
objektů do nového rozhraní
Flyweight
• Obrovské množství objektů
• Několika málo typů
• Na identitě objektu nesejde, důležitý je typ
• Stav objektů je definován mimo ně
• Dají se znovupoužívat
• Flyweight
• mechanismus pro sdílení instancí
Flyweight
Proxy
• Abstrakce nad vzdálenými objekty
• Odložení dlouhotrvajících operací až na chvíli, kdy jsou
potřeba
• Kontrola přístupu k objektu
• Varianty
• remote proxy: například Web Services
• virtual proxy: odložení dlouhotrvajících operací
• protection proxy: řízení přístupu k objektu
Proxy
Behavioral Patterns
• Chain of Responsibility
• Command
• Iterator
• Observer
• Strategy
• Visitor
Chain of Responsibility
• Řetěz objektů se stejným rozhraním
• Pokud první objekt nedokáže obsloužit požadavek,
předá jej druhému atd.
Command
• Volání metod nebo provádění operací se zabalí do
objektů
• usnadňuje
• asynchronní zpracování
• implementace undo
• řazení požadavků do fronty atd.
Command
Iterator
• Mechanismus pro procházení kolekcí, polí, sekvencí
atd.
• Kolekce nemusí být celá uložená v paměti, ale může se
generovat "on demand"
• V .NETu IEnumerable
• trochu jiné rozhraní, ale funkce podobná
Iterator
Observer
• Události
• Notifikace o změnách objektu
Strategy
• výběr implementace v závislosti na kontextu
Visitor
• rozšíření možností hierarchie zvenčí
• typicky u stromové struktury
Enterprise vzory
Domain Model
• Business data a business operace reprezentována
pomocí objektů a jejich metod
• Nemusí být 1:1 se schématem databáze
• Ani by neměl být
• Návrh aplikace by měl začít právě návrhem domain
modelu
• Praxe je často jiná
• Alternativy
• Data v SQL databázi, práce s nimi např. přes stored
procedury, v aplikaci není nutná třída pro reprezentaci
záznamu z databáze, používá se např. DataSet, DataTable
• Dnes již překonané
Data Mapper
• Mapování dat ze SQL databáze (případně jiné) na
objekty doménového modelu
• Typicky řeší i vazby mezi tabulkami
• Lazy loading, eager loading
• Dědičnost
• Table per class
• Table per type
• Table per hierarchy
• ORM je implementací Data Mapperu
• a dalších vzorů
Identity Map
• Řeší konkurenční přístup k datům v rámci jedné
transakce
•
•
•
•
Např. načteme řádek z tabulky Order s Id=1
Upravíme na něm nějakou vlastnost
Řádek načteme znovu (třeba jako součást jiného dotazu)
Která verze platí?
• Identity Map v rámci každé transakce eviduje
všechny entity (podle primárního klíče)
• Pokud již entita existuje, není materializována znovu, ale
použije se existující instance
Unit of Work
• Ohraničuje business transakci
• Typicky propojená s Identity Map
• Eviduje změněné objekty a umožňuje promítnout
jejich změny do datového úložiště
• Řeší i pořadí updatů
• Často používá IDisposable a vzor Registry
• Vytvoření instance zaregistruje Unit of Work do
aktuálního vlákna
• Podpora vnořování UOW – použijeme Stack
• Dispose Unit of Work odregistruje
Repository
• Umožňuje CRUD operace nad kolekcí objektů
• Např. databázovou tabulkou
• Add, Update, Delete, FindById
• Někdo umožňuje i vracení IQueryable
• V praxi není úplně vhodné
• Svádí to k psaní složitých dotazů přímo přes repozitář
• Jednoduché dotazy se v aplikaci často opakují
• Lepší je použít Query objekt
Query Object
• Dotaz nad daty reprezentován pomocí třídy
• Metoda Execute
• Další možnosti
•
•
•
•
Parametrizovatelnost dotazů
Obecná podpora stránkování, řazení, filtrování
Možnost přidat např. metodu GetTotalCount
Post-processing výsledků
Příklad architektury
MVC
MVVM
...
UI
UI fasády
Business
Layer
Repository
Query
Entity Framework
Data Access
Layer
Data Access Layer
• Entity Framework
• EDMX model
• Datové entity
• Rozhraní IEntity<TKey>
• Povinná vlastnost Id
Business Layer
• Repozitáře
•
•
•
•
GetById
Insert
Update
Delete
• Žádné složité dotazy
• Query objekty
• Stránkování
• Řazení
• Filtrování
• Jediná možnost, jak se
dotazovat databáze na
více hodnot
• Vrací
Data Transfer Objekty
Business Layer
• Fasády
• Třídy s metodami připravenými pro uživatelské rozhraní
•
•
•
•
Vrací DTO, přijímají DTO
Vyhazují výjimky (ty ošetří UI), kontrolují oprávnění
Připraveny být vystaveny jako web service
Nezávislé na prezentační vrstvě
• Unit Of Work
• Ohraničuje business transakci
• Poskytuje abstrakci nad Entity Frameworkem
• Repozitáře a Queries jej používají pro komunikaci s DB
Business Layer
• Business objekty
• Pro složitější entity (např. objednávka včetně položek,
dodavatelů a všech přidružených dat)
• Create – vytvoří a zinicializuje nový
• Load – načte objekt z databáze
• Save – zpropaguje změny do databáze
(přidání položek, vyhození položek, změna dodavatele atd.)
• Další metody pro příslušné procesy
• Identity Map
• Zabraňuje vzniku více instancí jednoho BO v rámci jedné
Unit of Work