Читать онлайн «Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру». Страница 41

Другой путь (попытка внести параллелизм в непараллельное приложение) представляется намного сложнее. Если мы проектируем с учетом параллелизма, то со временем нам легче обеспечивать расширяемость и производительность, а если этот момент не настает, мы все равно получаем выгоду от более четкого интерфейса.

Так, может быть, пора?

• Проектирование по контракту

• Программирование в расчете на стечение обстоятельств

• Сколько задач вы выполняете параллельно, готовясь к работе? Можете ли вы выразить это с помощью диаграммы на языке UML? Можете ли вы найти иной, более быстрый способ подготовки к работе, придав своим действиям больший параллелизм?

Ранее нас учили не писать программы одним большим куском, а использовать принцип "разделяй и властвуй" и разбивать программу на модули. У каждого молу-ля есть свои собственные обязанности; модуль (или класс) считается четко определенным, если у него имеется одна четко обозначенная обязанность.

Но как только вы разбиваете программу на различные модули, основанные на обязанностях, вы сталкиваетесь с новой проблемой. Каким образом объекты общаются друг с другом на стадии выполнения программы? Как вы управляете логическими зависимостями между ними? Другими словами, как вы осуществляете синхронизацию изменений состояния (или обновление значений данных) различных объектов? Этой работе должна быть присуща четкость и гибкость – мы не хотим, чтобы они узнали друг о друге слишком много. Мы хотим, чтобы каждый модуль был похож на героя песни Саймона и Гарфункеля и видел только то, что хочет увидеть.

Начнем с концепции события. Событие представляет собой специальное сообщение, в котором говорится: "Только что случилось нечто интересное" (разумеется, с точки зрения наблюдателя). Мы можем использовать события, чтобы сигнализировать одному объекту об изменениях, произошедших с другим объектом, в которых последний может быть заинтересован.

Подобное использование событий сводит к минимуму связывание между двумя объектами – отправителю события не нужно обладать явной информацией о получателе. На самом деле могут существовать и множественные получатели, каждый из которых сосредоточен на собственном перечне основных операций (отправитель же находится в блаженном неведении относительно этого факта).

Однако при использовании событий необходимо соблюдать некоторую осторожность. Например, в одной из ранних версий Java одна подпрограмма получила все события, предназначенные для специфического приложения. Это не совсем подходит для облегчения сопровождения или развития программы.

Почему считается дурным тоном пропускать все события через одну-единственную программу? Потому что при этом нарушается инкапсулирование объекта – теперь этой подпрограмме приходится получать сокровенную информацию о взаимодействии между многими объектами. Это также способствует увеличению связывания, а мы пытаемся его уменьшить. Поскольку и самим объектам приходится получать информацию об этих событиях, то, по всей вероятности, вы собираетесь нарушить принцип DRY, принцип ортогональности и, может быть, некоторые разделы Женевской конвенции. Быть может, вам случалось видеть подобные программы – их доминантой является огромный оператор case или многообразная конструкция if-then. Мы можем сделать это изящнее.

Объекты должны иметь возможность регистрации только для приема событий, которые им нужны, и никогда не должны посылать события, которые им не нужны. Мы не хотим, чтобы наши объекты подверглись спаммингу! Вместо этого мы можем воспользоваться протоколом типа "публикация и подписка", который представлен на рисунке 5.4 с помощью диаграммы последовательностей на языке UML [34].

На блок-схеме последовательности показан поток сообщений между несколькими объектами, которые располагаются по столбцам. Каждое сообщение обозначено стрелкой с текстом, идущей от столбца отправителя к столбцу получателя. Звездочка у текста означает, что возможна посылка более одного сообщения данного типа.

Рис. 5.4. Протокол "Публикация и подписка"

Если нам интересны определенные события, которые генерируются объектом Publisher (Издатель), то все, что нам нужно, – это зарегистрироваться. Объект Publisher отслеживает все заинтересованные объекты Subscriber (Подписчик); когда объект Publisher генерирует событие, представляющее интерес, он, в свою очередь обращается к каждому объекту Subscriber, извещая их о том, что данное событие произошло.

На эту тему существует несколько вариаций, отражающих другие стили обмена данными. Объекты могут использовать протокол "Публикация и подписка" на одноранговой основе (как показано выше), а также "программную шину", где централизованный объект поддерживает базу данных «слушателей» и осуществляет соответствующую диспетчеризацию. Вы даже можете получить схему, в которой критические события транслируются ко всем «слушателям» – как зарегистрированным, так и незарегистрированным. Одна из возможных реализаций событий в распределенной среде иллюстрируется службой сообщений CORBA, описанной во врезке "Служба событий CORBA" (см. ниже).

Можно использовать протокол "Публикация и подписка" для реализации очень важного принципа проектирования: отделения самой модели от ее визуальных представлений. Начнем с примера графического интерфейса, используя конструкцию на языке Smalltalk, где зародилась данная концепция.

Предположим, что есть приложение – электронная таблица. В дополнение к числам, расположенным в самой таблице, также имеется график, отображающий числа на гистограмме и диалоговое окно суммы с накоплением, отображающим сумму чисел в некотором столбце таблицы.

Служба событий CORBA позволяет объектам-участникам отправлять и получать уведомления о событиях через общую шину, так называемый канал событий. Канал событий принимает решение по обработке событий, а также осуществляет разделение производителей и потребителей событий. Он работает в двух основных режимах: «проталкивание» и "вытягивание".

В режиме «проталкивания» поставщики событий информируют канал событий о том, что событие произошло. Затем канал автоматически распространяет это событие ко всем объектам-клиентам, которые зарегистрировались, выражая свой интерес.

В режиме «вытягивания» клиенты периодически опрашивают канал событий, который в свою очередь, опрашивает поставщика, предлагающего данные о событии в соответствии с запросом.

Хотя служба событий CORBA может использоваться для реализации всех событийных моделей, описанных в данном разделе, ее можно рассматривать и в другом качестве. CORBA облегчает связь между объектами, написанными на различных языках программирования и выполняющимися на географически рассредоточенных машинах с различными архитектурами. Находясь на верхнем уровне CORBA, служба событий предоставляет вам способ, отличающийся отсутствием связанности и позволяющий взаимодействовать с приложениями, разбросанными по всему миру и написанными людьми, которых вы никогда не встречали, и пишущими на языках, о которых вы и знать не знаете.

Очевидно, мы не хотим иметь три отдельных копии одних и тех же данных. Поэтому мы создаем модель – сами данные и обычные операции для их обработки. Затем мы можем создать отдельные визуальные представления, которые отображают данные различными способами: в виде электронной таблицы, графика или поля суммы с накоплением. Каждое из этих визуальных представлений может располагать собственными контроллерами. Например, график может располагать неким контроллером, позволяющим приближать и отдалять объекты, осуществлять панорамирование относительно данных. Ни одно из этих средств не оказывает влияния на данные, только на это представление.

Это и является ключевым принципом, на котором основана парадигма "модель-визуальное представление-контроллер": отделение модели от графического интерфейса, ее представляющего, и средств управления визуальным представлением [35].

Действуя подобным образом, вы можете извлечь пользу из некоторых интересных возможностей. Вы можете поддерживать множественные визуальные представления для одной и той же модели данных. Вы можете использовать обычные средства просмотра со многими различными моделями данных. Вы даже можете поддерживать множественные контроллеры для обеспечения нетрадиционных механизмов ввода данных.