流程式控制制引擎組件化

来源:https://www.cnblogs.com/cdap/archive/2018/08/10/9454835.html
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在較大規模的業務系統中經常會有這樣的模塊，它按照一定的業務流程調用其它模塊來實現一定的業務邏輯，我們姑且稱之為流程引擎。這裡稱之為引擎有兩層含義，一、突顯其在業務系統的核心重要位置。二、它又是複雜不好維護的，通常由資深程式員把持。這樣的引擎不僅代碼繁多，與各個模塊的介面複雜，並且一定程度對外是不透明... ...


                 流程式控制制引擎組件化

　　在較大規模的業務系統中經常會有這樣的模塊，它按照一定的業務流程調用其它模塊來實現一定的業務邏輯，我們姑且稱之為流程引擎。這裡稱之為引擎有兩層含義，一、突顯其在業務系統的核心重要位置。二、它又是複雜不好維護的，通常由資深程式員把持。這樣的引擎不僅代碼繁多，與各個模塊的介面複雜，並且一定程度對外是不透明的，就像一個黑盒模塊。當一個新手想對其進行哪怕是一點點修改的時候都將會是一個災難。本文就來討論如何將這樣一個龐大的引擎進行組件化改造，使其擁有代碼級的流程圖，使代碼的維護難度降低一個量級，讓新手也可以很快知道要如何修改代碼，給引擎增加新的功能。

　　我們來看兩張圖，分別是數控機床和機器人流水線。他們都是自動化的，就像我們的業務流程引擎一樣。數控機床簡潔、高效。但維護的時候需要專業人員，想增加新功能幾乎不可能。機器人流水線，透明，看著有點複雜。但可以隨時對流水線上任意部分進行升級，改造，替換。回到我們的業務流程引擎，我們到底希望是上面的哪一種？不難想到，由於業務需求的易變性，我們更傾向於第二種方案。但往往我們的代碼是第一種情況，並且代碼的組織是混亂的，並不是數控機床那種優雅。

 

 

數控機床

機器人流水線

 　　

　　當我們面對一個不熟悉的引擎的時候，我們看到的是下麵這樣子。

　　當我們花了一個月時間，仔細研讀了幾萬行的代碼後，我們看到的是下麵這樣子。

 

 

　　雖然我們已經瞭解了引擎內部的情況，但就像圖中所描繪的樣子，當要給引擎增加一個新的功能的時候，新增的功能和代碼很容易影響原來正確的系統，一個小局部（零件）的問題，都會影響到整個系統。那麼，我們如何來改變現有的流程引擎，以實現方便地增加新的功能?

 　　

 　　

 

 

　　如上圖所示，如果我們的流程是一個流水線的話，我們就可以輕易地在流水線中增加新的組件，以實現新的功能。流程組件具有這樣的特征：每個組件都是一個獨立的個體，不受其它組件的影響。組件具有統一的介面，新增的組件可以方便和原有的組件一起工作。可以根據業務需要挑選合適的組件，組成一個新的業務流程。當把這些組件組合到一起，就形成了組件鏈表的概念。一個個獨立的組件，就像鏈表裡面的一個個節點，組件節點通過組件指針連接起來。一個流程的執行過程就像是對這個鏈表的遍歷。並且這個鏈表不僅可以只是個單鏈表，而且可以是多分支鏈表，以應對流程中多條件分支的情況。

 

　　

　　下麵我們來看看代碼是如何來實現的。

組件節點：

 

 例子：

 

　　這裡的Execute()函數就是實現每個業務組件具體功能的地方，在這個函數裡面可能調用其它模塊。

空組件節點：

 

 

 

業務組件節點：

 

 　　開閉原則：每個組件都是一個獨立體（類），組件之間是一種松耦合的關係。流程中某個組件的改動，或者新增加一個組件，並不會影響到其它組件。支持以一種“對擴展開放，對修改封閉”的方式來為流程增加新的功能。從而不會將錯誤引入原有的穩定、正確的代碼中。組件就像流水線上的每個節點，獨立可替換。

 

　　流程組裝：每個組件都有一個統一的編號ID。初始化時，通過按一定順序讀入這些ID，來進行流程的組裝。流程中每個功能模塊的調用順序不再是固定寫死的，而是在初始化時動態配置生成的。從而使流程功能的調整（增加，刪除）變得很容易，不再用修改代碼，而是調整流程組裝配置列表的參數。

　　由於流程可能是複雜的，具有複雜的分支情況，這裡我們設計了一套編碼方法來應對這個情況。

　　流程編碼方法：

　　

 

 

　　當我們有如下流程圖需要實現的時候，下麵圖片可另外視窗打開。

 

 

　　就可以按上面的編碼方案生成相應的流程代碼，註意這裡面說的是代碼。這裡的流程組裝配置列表與流程圖是一一對應的。從流程組裝配置列表就可以輕鬆看到計費控制的整個流程圖，而不用再發很多時間去瞭解代碼，進而再畫流程圖。代碼化的流程圖是自維護的，即跟實際的情況是同步的，不再需要另外地去維護。想像一下，當你接到一個需要維護的複雜引擎的時候，這個引擎的流程圖就在你面前，而不再需要你花費一個月時間，閱讀數萬行代碼，自己一點點去畫出來。這是何等的進步——The source code is the design

流程組裝配置列表

　　組件化的優點：

　　a)將流程和被流程調用的子模塊進行解耦。例如：批價函數，m_pPriceGuiding->ExecuteRating();在現有的線上流程中共有38處地方進行了調用，而按新的設計方案只會在一個組件（ExecuteRating）中進行調用，要用的批價的地方，只要將其加到流程組裝配置列表即可。可以想象，如果ExecuteRating()函數介面改變了，對於原有的線上流程將會是一個災難，而新的設計將可以輕鬆應對。註意：這並不是一個特例，在流程中幾乎所有對子模塊的調用都存在這種情況。

　　b)組件的復用和移植。新的設計改變了原來以整個流程為最小單位的方式，而是一個組件為系統的最小單位。每個組件都是功能獨立的，互不影響的方法集。不僅可以在不同流程間進行復用，甚至於可以跨版本地復用。包括組件移植時，成本也是很低的，只要將組件的代碼文件進行移植即可，移植的是文件而不是代碼。

　　c)一些組件會趨於穩定。原來以流程為最小單位設計，任何的改變都會影響到整個流程，導致每次升版時流程的代碼總是有很大的變化。而新的設計以組件為系統最小的單位，有一些組件會趨於穩定，一定程度上保持不變。從而分隔了系統中變化和不變的部分。使系統從整體上更加健壯。

 

　　下麵介紹一些代碼的細節。

RatingCtrlComponent.h
#ifndef RATINGCTRLCOMPONENT_H_
#define RATINGCTRLCOMPONENT_H_

class RatingCtrlComponent
{
public:
    virtual ~RatingCtrlComponent()
    {
    }
    /**
    * @brief 組件流程執行介面
    *
    * @param pRatableEvent [in/out]
    * @return bool
    */
    virtual bool Execute(TRatableEvent& pRatableEvent) = 0;
};

#endif
RatingCtrlDectorator .h
#ifndef RATINGCTRLDECTORATOR_H_
#define RATINGCTRLDECTORATOR_H_

#include "RatingCtrlComponent.h"

class RatingCtrlDectorator : public RatingCtrlComponent
{
public:
    RatingCtrlDectorator(RatingCtrlComponent* pComponentA) : m_pComponentA(pComponentA)
    {
    }
    virtual ~RatingCtrlDectorator()
    {
    }
    /**
    * @brief 組件流程執行介面
    *
    * @param pRatableEvent [in/out]
    * @return bool
    */
    virtual bool Execute(TRatableEvent& pRatableEvent) = 0;

protected:
    RatingCtrlComponent* m_pComponentA; ///< 該組件的下一個組件（A分支）
};

#endif
ComponentFactory.h
#ifndef COMPONENTFACTORY_H_
#define COMPONENTFACTORY_H_


#include <list>
#include <vector>
#include "ComponentDefine.h"
#include "RatingCtrlComponent.h"


class ComponentFactory
{
public:
    ComponentFactory()
    {
    }
    virtual ~ComponentFactory()
    {
        ClearComponent();
    }

    /**
     * @brief 裝配組件
     *
     * 根據編碼[一個數組]裝配組件。
     * 將各個組件構成一個流程分支鏈表。
     *
     * @param viComponentID [in]
     * @return RatingCtrlComponent 流程的頭結點
     */
    RatingCtrlComponent* BuildComponent(vector<int>& viComponentID);
    void ClearComponent();

protected:
    virtual RatingCtrlComponent* CreateComponent(int iComponentID, RatingCtrlComponent* pComponent,
                                                 list<RatingCtrlComponent*>& lpComponent) = 0;

private:
    list<RatingCtrlComponent*> m_lpComponent;
    vector<RatingCtrlComponent*> m_vpComponent;
};

#endif

 

 

ComponentFactory.cpp
#include "ComponentFactory.h"

void ComponentFactory::ClearComponent()
{
    vector<RatingCtrlComponent*>::iterator itr;

    for (itr = m_vpComponent.begin(); itr != m_vpComponent.end(); ++itr)
    {
        delete * itr;
        *itr = NULL;
    }
}


/*
下麵的代碼很短,卻完了一件精妙的工作.組件以一種近似網狀的結構組織起來,
就像所有的網路流演算法一樣,程式的執行過程就是選擇一條路徑遍歷的過程.
不同的是這邊的分支是根據業務不同的而進行選擇的。如此複雜的想法卻以
這麼簡單的方式來實現,甚為精妙!-----by liang.shishi
*/
RatingCtrlComponent* ComponentFactory::BuildComponent(vector<int>& viComponentID)
{
    if (viComponentID.empty())
        return NULL;

    m_lpComponent.clear();

    RatingCtrlComponent* pComponent = NULL;

    vector<int>::iterator itr = viComponentID.end() - 1;
    // 增加預設基礎類
    if (*itr != NONE_COMPONENT)
    {
        viComponentID.push_back(NONE_COMPONENT);
    }

    for (itr = viComponentID.end() - 1; itr >= viComponentID.begin(); --itr)
    {
        if (*itr < 0)
        {
            if (*itr == -1)
            {
                // 正常分支結束後，放在容器後面
                m_lpComponent.push_back(pComponent);
            }
            else
            {
                for (int i = 0; i < (*itr)*(-1); i++)
                {
                    // 多分支情況，放容器前面
                    m_lpComponent.push_front(pComponent);
                }
            }

            // 處理以0結束的分支
            if ((itr - 1) >= viComponentID.begin() && *(itr - 1) == 0)
            {
                pComponent = NULL;
            }
            else
            {
                pComponent = m_lpComponent.front();
                m_lpComponent.pop_front();
            }

            continue;
        }

        pComponent = CreateComponent(*itr, pComponent, m_lpComponent);

        // 組裝失敗
        if (pComponent == NULL)
        {
            ClearComponent();
            // LOG
            return NULL;
        }

        m_vpComponent.push_back(pComponent);
    }

    return pComponent;
}
RatingCtrlFactory .h
#ifndef RATINGCTRLFACTORY_H_
#define RATINGCTRLFACTORY_H_

#include "ComponentFactory.h"


class RatingCtrlFactory : public ComponentFactory
{
public:
    /**
     * @brief 創建組件
     *
     * 根據iComponentID創建對應的組件，用pComponent初始化新組件，最後返回新組件給pComponent。
     * 對於分支組件，需要根據lpComponent做特殊處理~
     *
     * @param iComponentID [in]
     * @param pComponent [in/out]
     * @param lpComponent [in/out]
     */
    virtual RatingCtrlComponent* CreateComponent(int iComponentID, RatingCtrlComponent* pComponent,
                                                 list<RatingCtrlComponent*>& lpComponent);

private:
    RatingCtrlComponent* Back(list<RatingCtrlComponent*>& lpComponent);
};

#endif

 

#include "RatingCtrlFactory.h"
#include "NoneComponent.h"

RatingCtrlComponent* RatingCtrlFactory::Back(list<RatingCtrlComponent*>& lpComponent)
{
    RatingCtrlComponent* pComponent = lpComponent.back();
    lpComponent.pop_back();

    return pComponent;
}

// 當遇到多分支的時候,應該先將pComponent放回鏈表首,再從鏈表尾取出相應數量的組件指針進行組裝.
RatingCtrlComponent* RatingCtrlFactory::CreateComponent(int iComponentID, RatingCtrlComponent* pComponent,
                                                        list<RatingCtrlComponent*>& lpComponent)
{
    ADD_TRACE("%s RatingCtrlFactory::CreateComponent IN: iComponentID: %d, pComponent: %p.\n", LOG_PREFIX, iComponentID,
              pComponent);

    if (iComponentID != NONE_COMPONENT && pComponent == NULL)
    {
        ADD_TRACE("%s RatingCtrlFactory::CreateComponent OUT: iComponentID: %d, pComponent: %p.\n", LOG_PREFIX, iComponentID,
                  pComponent);
        return NULL;
    }


    switch (iComponentID)
    {
    case NONE_COMPONENT:
        {
            if (pComponent != NULL)
            {
                return NULL;
            }

            pComponent = new NoneComponent();
            break;
        }
    case EXECUTE_INITIALIZE:
        {
            pComponent = new ExecuteInitialize(pComponent);
            break;
        }
    case EXECUTE_PROCESS_IN:
        {
            lpComponent.push_front(pComponent);

            if (lpComponent.size() < 4)
            {
                return NULL;
            }

            pComponent = new ExecuteProcessIN(Back(lpComponent), Back(lpComponent), Back(lpComponent), Back(lpComponent));

            break;
        }
        default:
        {
            return NULL;
        }
    }

    return pComponent;
}

複雜分機的代碼實現：

 

#ifndef EXECUTEPROCESSIN_H_
#define EXECUTEPROCESSIN_H_

#include "RatingCtrlDectorator.h"

class ExecuteProcessIN : public RatingCtrlDectorator
{
public:
    ExecuteProcessIN(RatingCtrlComponent* pComponentA, RatingCtrlComponent* pComponentB, RatingCtrlComponent* pComponentC,
                     RatingCtrlComponent* pComponentD) : RatingCtrlDectorator(pComponentA), m_pComponentB(pComponentB),
                                                         m_pComponentC(pComponentC), m_pComponentD(pComponentD)
    {
    }
    virtual ~ExecuteProcessIN()
    {
    }

    /**
     * @brief IN業務流程選擇
     *
     * 根據 ExecuteId 選擇流程
     * A:初始包流程; B:更新包流程; C:結束包鑒權; D:異常流程
     *
     * @param pRatableEvent [in]
     * @return bool
     */
    virtual bool Execute(TRatableEvent& pRatableEvent);

private:
    RatingCtrlComponent* m_pComponentB;
    RatingCtrlComponent* m_pComponentC;
    RatingCtrlComponent* m_pComponentD;
};

#endif
#include "ExecuteProcessIN.h"

bool ExecuteProcessIN::Execute(TRatableEvent& pRatableEvent)
{
    ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() Begin.\n", LOG_PREFIX);

    int iExecuteId = pRatableEvent.GetAttrEx(EA::EXECUTE_ID)->AsInteger();

    switch (iExecuteId)
    {
    case EXECUTE_ID_INIT:
        {
            ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() End Goto EXECUTE_ID_INIT Process.\n", LOG_PREFIX);
            return m_pComponentA->Execute(pRatableEvent);
        }
    case EXECUTE_ID_UPDATE:
        {
            ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() End Goto EXECUTE_ID_UPDATE Process.\n", LOG_PREFIX);
            return m_pComponentB->Execute(pRatableEvent);
        }
    case EXECUTE_ID_FINISH:
        {
            ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() End Goto EXECUTE_ID_FINISH Process.\n", LOG_PREFIX);
            return m_pComponentC->Execute(pRatableEvent);
        }
    case EXECUTE_ID_EMCDR:
        {
            ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() End Goto EXECUTE_ID_EMCDR Process.\n", LOG_PREFIX);
            return m_pComponentD->Execute(pRatableEvent);
        }
    default:
        {
            pRatableEvent.SetAttr(EA::OCS_RESULT_CODE, CCA::DIAMETER_RATING_FAILED);
            ADD_ERROR("ZSmart-Charging-Online-1015",
                      "%s ExecuteProcessIN::ExecuteRatableEvent() GetExecuteId Failed. iExecuteId = [%d], ReturnCode = [%d]\n",
                      LOG_PREFIX, iExecuteId, pRatableEvent.GetAttrEx(EA::OCS_RESULT_CODE)->AsInteger());
        }
    }

    ADD_TRACE("%s ExecuteProcessIN::Execute() Fail.\n", LOG_PREFIX);
    return false;
}

最終複雜的流程圖：

 


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