软件架构模式之管道-过滤器模式--分析

Posted 2020-11-09 账号你好

　　在管道-过滤器架构模式中，每个构件都有一组输入，输出，构件读取输入的数据流，经过内部处理后，产生输出数据流，该过程主要完成输入流的变换及增量计算。这里的构件就是过滤器，而连接过滤器的就是管道，这个管道将上一个过滤器处理的结果数据流传送到下一个过滤器，在进行其他的计算。

　　简单来说，管道-过滤器模式结构就像是一条产品加工流水线，原材料在流水线上经过一个个工人的加工，最终生产出产品。这里的工人就是过滤器，将材料进行加工，流水线中的传送带就是管道，将一个工人加工过得材料传送给下一个工人继续加工。

　　

　　　　　　

 

应用场景

　　1.由一个应用程序所需的处理可以很容易地被分解成一组离散的，独立的步骤。
　　2.由应用程序执行的处理步骤具有不同的可扩展性要求。

优势

 

　　(1)使得构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点;

 

　　(2)允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成;

 

　　(3)支持软件重用。重要提供适合在两个过滤器之间传送的数据,任何两个过滤器都可被连接起来;

 

　　(4)系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来;旧的可以被改进的过滤器替换掉;

 

　　(5)允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析;

 

　　(6)支持并行执行。每个过滤器是作为一个单独的任务完成,因此可与其它任务并行执行;

案例

　　编译器就是基于管道过滤器模式设计的：

　　输入：源程序
　　预处理：负责宏展开和去掉注释等工作。
　　编译：进行词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和代码产生。
　　汇编：负责把汇编代码转换成机器指令，生成目标文件。
　　链接：负责把多个目标文件、静态库和共享库链接成可执行文件/共享库。
　　输出：可执行文件/共享库。

　　编译器的每个步骤都是相互分离的，可以独立存在，每个步骤完成之后得到的结果交给下一个步骤进行处理，每一步的处理之间都依靠输入输出的数据流来维系关系，正好符合管道-过滤器模式，并且每个处理都只是依赖上一步处理的结果，并不依赖处理过程，所以程序的耦合度很低，内聚性很高，每一步都有很高的扩展性。