Архитектура информационных систем. Часть 1. Учебное пособие

Паттерн

Назначение

Цепочка ответ-

Упрощает взаимодействие между объектами путём устранения

ственности

жёсткой привязки объекта-отправителя запроса от его получа-

(Chain

of

Re-

теля (обработчика). Для этого объекты обработчики связывают-

sponsibility)

ся в цепочку, по которой запрос будет передаваться до тех пор,

пока не будет обработан, возможно, несколькими обработчика-

ми. При этом отправителю достаточно хранить только одну

ссылку на начало цепочки

Команда (Com-

Предполагает преобразование запроса на обработку, т.е. неко-

mand)

торой команды, в объект. Это позволяет выполнять над ним

любые операции, применимые к объектам: сохранять, переда-

вать иным объектам или функциям в качестве параметра, воз-

вращать в качестве результата. Может использоваться, напри-

мер, в приложениях с интерфейсом пользователя

Интерпретатор

Определяет грамматику некоторого языка и интерпретирует

(Interpreter)

языковые предложения для решения некоторой задачи

Итератор

(It-

Предоставляет общий метод последовательного доступа к эле-

erator)

ментам различных структур данных, который не зависит от

особенностей структуры и не требует её раскрытия. Упрощает

сопряжение различных алгоритмов обхода с различными струк-

турами данных

Моментальный

Получает и сохраняет внутреннее состояние объекта, что по-

«снимок»

или

зволяет, при необходимости, восстановить объект в том же со-

хранитель (Me-

стоянии. Соблюдается инкапсуляция, т.е. сохранённое состоя-

mento)

ние недоступно для других объектов. Может быть использован

для реализации операций типа "Отмена"

Медиатор

или

Предусматривает создание объекта-посредника для снижения

посредник

степени связанности сильно-связанных объектов системы. Объ-

(Mediator)

екты взаимодействуют друг с другом не непосредственно, а

только через объект-посредник, вследствие чего снижается чис-

ло взаимосвязей в системе и упрощается её структура

Состояние

Обеспечивает возможность для объекта изменять своё поведе-

(State)

ние при изменении его внутреннего состояния. Улучшает гиб-

кость изменения поведения по сравнению с использованием для

описания переходов структур данных

Метод

шабло-

Позволяет "замещать" методы базового класса методами произ-

на

(Template

водных классов. Широко используется в каркасах приложений

Method)

Таблица 7.4

Основные виды порождающих паттернов

Окончание табл.7.4

Паттерн

Назначение

«Абстрактная

Предоставляет возможность создания групп взаимосвязан-

фабрика»

(Ab-

ных объектов без необходимости указания конкретных

stract Factory)

классов объектов. Система становится независимой от ти-

пов создаваемых объектов

«Строитель»

Обеспечивает поэтапное создание объектов большой слож-

(Builder)

ности и отделяет алгоритм его создания от внешнего пред-

ставления объекта. Алгоритм создания сложного объекта

определяется в специальном классе "распорядитель", а от-

вечает за "сборку" иерархия классов Builder, подклассы ко-

торой реализуют его отдельные части

«Фабричный

ме-

Обеспечивает расширяемость и независимость системы от

тод»

(Factory

процесса порождения объектов и их типов на основе ис-

Method)

пользования механизма полиморфизма. Объекты конкрет-

ных типов создаются в классе-фабрике, методы создания

классов которого называют фабричными.

«Прототип»

Упрощает создание объектов на основе прототипов (уже

(Prototype)

существующих в системе объектов), поддерживающих кло-

нирование, т.е. способных создавать собственные дублика-

ты. Объект может быть создан путём клонирования соот-

ветствующего прототипа

«Одиночка»

Позволяет создать в системе лишь один экземпляр объекта

(Singleton)

некоторого класса, предоставляя доступ к нему остальным

классам

Окончание табл.7.5

Паттерн

Назначение

Однопоточное

Большая часть задач, связанных с управлением доступа к раз-

выполнение

деляемым ресурсам, может быть решена на основе использо-

(Single Threaded

вания однопоточного выполнения

Execution)

Охраняемая

Используется в ситуации, когда поток имеет монопольный

приостановка

доступ к разделяемому ресурсу и не имеет возможности за-

(Guarded

Sus-

вершить выполнение операции над этим ресурсом, так как не

pension)

имеет доступа к другим необходимым ресурсам

Объект

блоки-

Используется в ситуации, когда необходимо координировать

ровки (Lock Ob-

доступ к нескольким различным ресурсам

ject)

Отмена

(Balk-

Используется в ситуации, когда операция либо должна быть

ing)

выполнена немедленно, либо не выполнена вообще

Планировщик

Используется в ситуации, когда имеет значение порядок вы-

(диспетчер)

полнения операций

Окончание табл.7.5

Паттерн

Назначение

(Scheduler)

Блокировка чте-

Используется в ситуации, когда одни операции могут совме-

ния/записи

стно использовать некоторый ресурс одновременно, а другие –

(Read/Write

не могут

Lock)

Производитель-

Обеспечивает возможность координировать объекты, которые

потребитель

создают некоторый ресурс, и объекты, которые используют

(Producer

данный ресурс

/consumer)

Двухфазное

за-

Обеспечивает правильное последовательное закрытие потоков

вершение (Two-

Phase Termina-

tion)

Двойная буфе-

Специальная версия паттерна «Производитель-потребитель»,

ризация (Double

которая позволяет создавать необходимый ресурс заранее

Buffering)

Асинхронная

Устраняет необходимость ожидания результата операции, ес-

обработка

ли этот результат не требуется немедленно

(Asynchronous

Processing)

Будущее

(Fu-

Позволяет классам, которые вызывают операцию, не иметь

ture)

информации о характере операции – является она синхронной

или асинхронной

Аптипаттерн

Характеристика

«Дым и зер-

Иллюстрация вида ещё не реализованной системы. Часто ис-

кала»

(Smoke

пользуется для демонстрации финального проекта и его функ-

and mirrors)

ционала. Название связано с двумя популярными средствами,

которыми пользуются фокусники для сокрытия своих секре-

тов

«Раздувание»

Тенденция к увеличению потребностей в ресурсах для каждой

ПО

(Software

последующей версии системы. В более общем контексте при-

bloat)

меняется для описания программных систем, которые исполь-

зуют больше ресурсов, чем необходимо

«Функции для

Добавление в программу не связанных между собой, плохо

галочки» (Op-

реализованных функций, потребность в которых практически

tions checkbox)

отсутствует (зачастую, для того чтобы лишь прорекламиро-

вать наличие дополнительных функций)

Аптипаттерн

Характеристика

Неопределенная

Представление модели без указания ракурса ее рассмотрения

точка

зрения

(Ambiguous

viewpoint)

«Большой комок

Система, структуру которой невозможно либо очень сложно

грязи»

(Big ball

выявить

of mud)

«Много шума из

Необоснованно усложнённый дизайн

ничего»

(Gas

factory)

«Ляп»

ввода

Неопределённость в спецификации и неполнота поддержки

данных»

(Input

возможного неверного ввода

kludge)

«Раздувание ин-

Чрезмерно развитый и сложный интерфейс, трудный в реали-

терфейса» (Inter-

зации

face bloat)

«Магическая»

Внедрение логики работы программы в пользовательский ин-

кнопка

(Magic

терфейс, зачастую в программах, созданных в средах визуаль-

pushbutton)

ной разработки

«Перестыковка»

Введение зависимости, которая не является необходимой

(Re-Coupling)

«Дымоход»

Структура, в которой потоки информации циркулируют пре-

(Stovepipe

sys-

имущественно «вверх-вниз», а не горизонтально, между плохо

tem)

связанными компонентами

«Состояние гон-

Непредусмотренная возможность наступления событий в по-

ки» (Race condi-

следовательности, отличной от предполагаемой (в многопо-

tion)

точных приложениях)

Окончание табл.7.8

Аптипаттерн

Характеристика

Базовый

класс-

Наследование методов из класса-утилиты вместо делегирова-

утилита

(Base

ния к данному классу

Bean)

Вызов

предка

Метод класса-потомка обязательно требует вызова того же

(Call Super)

метода класса-предка

«Божествен-

Сосредоточение чрезмерно большого количества данных и

ный»

объект

функций в одной части системы (классе), аналог отказу от мо-

(God object)

дульного программирования

«Полтергейст»

Наличие объектов, которые используются только для переда-

(Poltergeist)

чи информации другим объектам

«Проблема йо-

Высокая степень размытости сильно связанного кода по ие-

йо» (Yo-yo prob-

рархии классов. Термин происходит от названия игрушки йо-

lem)

йо

Синглтонизм

Использование паттерна Одиночка там, где это не является

(Singletonitis)

необходимым

Окончание табл.7.9

Аптипаттерн

Характеристика

Ненужная слож-

Получение решения, сложность которого необоснованно вы-

ность (Acciden-

сока

tal complexity)

«Действие

на

Непредусмотренное взаимодействие между удалёнными час-

расстоянии»

тями системы

(Action at a dis-

tance)

«Накопить и за-

Использование в качестве параметров подпрограмм набора

пустить»

(Ac-

глобальных переменных

cumulate

and

fire)

Продолжение табл. 7.9

Окончание табл.7.9

Аптипаттерн

Характеристика

«Лодочный

Сохранение части системы, которая уже не используется

якорь» (Boat an-

chor)

Активное ожи-

Организация ожидания события с потреблением ресурсов

дание

(Busy

центрального процессора, как правило, при помощи цикличе-

spin)

ски повторяемой проверки, вместо использования системы

сообщений

Кэширование

После обработки ошибки не сброшен её флаг

ошибки

(Cach-

ing failure)

Инерция

кода

Избыточное ограничение части системы, обусловленное по-

(Code

momen-

стоянным учётом ее поведения в других частях системы

tum)

Кодирование

Кодирование путём добавления нового кода для реализации

путем исключе-

каждого частного случая

ния

(Coding by

exception)

«Таинствен-

Использование неизвестных аббревиатур вместо мнемониче-

ный» код (Cryp-

ских имен, обеспечивающих самодокументирование про-

tic code)

граммы

Жесткое

коди-

Добавление в код предположений об окружении системы в

рование

(Hard

чрезмерно большом количестве (задание в программе кон-

code)

кретных значений, например, путей к файлам, имён процес-

сов, серверов и т.д.). Снижает переносимость программ

Мягкое

кодиро-

Чрезмерное избегание жесткого кодирования, с обеспечением

вание

(Soft

возможности настройки слишком большого числа парамет-

code)

ров, при этом настройка системы существенно усложняется и

превращается и программирование

«Поток

лавы»

Сохранение уже не используемого или некачественного кода

(Lava flow)

в связи с возможными высокими затратами на его удаление

или в связи с непредсказуемыми последствиями

«Магические»

Включение в программы числовых значений без объяснений

числа

(Magic

их смысла. Затрудняет понимание программы

numbers)

Процедурный

Использование процедурной/структурной парадигмы во всех

код

(Procedural

случаях. Следует использовать ту парадигму, которая лучше

code)

соответствует конкретной задаче. Процедурная парадигма на

данный момент становится антипаттерном

«Спагетти-код»

Код, порядок выполнения которого затруднен для восприятия

Окончание табл.7.9

Аптипаттерн

Характеристика

(Spaghetti code)

«Мыльный

пу-

Класс, содержащий данные, которые никогда не используют-

зырь»

(Soap

ся

bubble)

Аптипаттерн

Характеристика

Программиро-

Программа создаётся путём копирования и небольшой моди-

вание

методом

фикации существующего кода вместо создания общего реше-

копирования-

ния. Такая методология зачастую приводит к появлению из-

вставки

(Copy

быточно больших, сложно читаемых функций, содержащих

and

paste

pro-

большое количество повторяющихся фрагментов кода

gramming)

Дефакторинг

Удаление функциональности с соответствующим изменением

(Defactoring)

документации

«Золотой

моло-

Применение некоторого решения в качестве универсального

ток»

(Golden

для решения самых разных задач. Название антипаттерна свя-

hammer)

зано с английской поговоркой «когда в руках молоток, все

проблемы кажутся гвоздями»

Фактор

неверо-

Заблуждение о невозможности срабатывания известной

ятности

(Im-

ошибки

probability

fac-

tor)

Преждевремен-

Оптимизация на ранних этапах на основе ещё недостаточной

ная оптимизация

информации

(Premature

opti-

mization)

«Изобретение

Создание собственного решения, когда уже существует хо-

колеса»

(Rein-

рошее готовое решение

venting

the

wheel)

«Изобретение

Создание плохого собственного решения, когда существует

квадратного ко-

хорошее готовое решение

леса

(Reinvent-

ing

the

square

wheel)

Окончание табл.7.11

Аптипаттерн

Характеристика

«Аналитический

Приложение чрезмерно больших усилий на этапе анализа

паралич»

проекта. Способно привести к закрытию проекта до начала

(Analysis

paraly-

его реализации

sis)

«Дойная

коро-

Продукт приносит хороший доход без особых затрат, но на

ва» (Cash cow)

его развитие или на разработку новых аналогичных продук-

тов средства не выделяются

Продолжитель-

Чрезмерно большие усилия, направленные на перенос систе-

ное устаревание

мы в новые окружения

(Continuous

ob-

solescence)

«Ползущее»

Улучшение отдельных характеристик в ущерб общему каче-

улучшение

ству системы

(Creeping

featur-

ism)

«Разработка

ко-

Коллективная разработка проекта при некомпетентном руко-

митетом»

(De-

водстве, т.е. без единого системного архитектора. Зачастую на

sign by commit-

первое место ставятся личные интересы отдельных участни-

tee)

ков в ущерб качеству 14

«Продвижение

Продолжение реализации решения даже после того, как была

обязательств»

доказана его некорректность

(Escalation

of

commitment)

«Я тебе это го-

Неоправданное игнорирование мнения эксперта

ворил»

(I

told

you so)

Управление,

ос-

Чрезмерно большое внимание к численным характеристикам,

нованное

на

которые либо слабо связаны с управляемой системой, либо

числах

(Man-

сложность получения которых слишком высока

agement by num-

bers)

«Драконовские

Необоснованно жёсткий стиль управления

меры» (Manage-

ment by

perkele15)