【說(shuō)在前面的話(huà)】

• 模塊化的目的是什么？——?復(fù)用代碼，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間；

• 阻礙模塊化實(shí)現(xiàn)其最初目的的障礙是什么？——?把原本的黑盒子當(dāng)成白盒子，或者更通俗的說(shuō)：閱讀模塊的源代碼；

• 能不能介紹一種模塊化的方法？—— Service模型；

• 如何在Service模型的基礎(chǔ)上真正把模塊做成黑盒子？——?掩碼結(jié)構(gòu)體；

　　如果你錯(cuò)過(guò)了上述內(nèi)容，可以單擊破折號(hào)后面的關(guān)鍵字跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的文章進(jìn)行閱讀。正如你所看到的，這一系列問(wèn)題實(shí)際上也正是沿著一個(gè)常見(jiàn)的思維過(guò)程展開(kāi)的。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)我們學(xué)習(xí)過(guò)Service模型后，就有能力制作出一個(gè)個(gè)積木，并將這些積木在各種不同的項(xiàng)目環(huán)境中使用起來(lái)——我們可以這么理解：

• 模塊的內(nèi)部不僅對(duì)外是不可見(jiàn)的，本質(zhì)上也不依賴(lài)于模塊的外部環(huán)境；

• 模塊的內(nèi)部可以被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的小世界：

• 一方面根據(jù)事先約定的有限的接口通過(guò)接口頭文件與外界交互；

• 一方面通過(guò)配置頭文件（app_cfg.h）從外界接收“范圍可控”的配置信息；

• 既然是獨(dú)立的小世界，無(wú)論外部的工程環(huán)境如何，模塊本身都可以正常的編譯或者參加鏈接——換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)拷貝模塊目錄的方式應(yīng)該就算是帶上了模塊的全部家當(dāng)；

【從平面到立體的轉(zhuǎn)變】

• 它們是如何組裝在一起的；

• 它們之間的領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系是怎樣的。

對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題，可以打個(gè)比方：

• 我家倉(cāng)庫(kù)里有很多書(shū)，這些書(shū)最初是雜亂的堆積在地上，查找書(shū)籍非常痛苦。
• 我先找來(lái)幾個(gè)盒子，把同類(lèi)書(shū)籍都放在相同的盒子里。此時(shí)，盒子上就可以貼上標(biāo)簽，比如，編程類(lèi)圖書(shū)、小說(shuō)、廚藝書(shū)籍、雜志等等（當(dāng)然分類(lèi)可以更細(xì)）；
• 接下來(lái)，我又找來(lái)更大的箱子，貼上標(biāo)簽：工作類(lèi)的書(shū)籍、休閑類(lèi)的書(shū)籍、要收藏的書(shū)籍、要捐獻(xiàn)的書(shū)籍等等。然后把之前的幾個(gè)紙盒子按照這些屬性放置到大箱子里。
• 最后，我給倉(cāng)庫(kù)貼了一個(gè)標(biāo)簽：傻孩子的私人藏書(shū)。如果家里來(lái)了同樣是書(shū)蟲(chóng)的客人，便會(huì)不無(wú)炫耀的帶著他們參觀一番。

這種按照功能或者某種功能原則對(duì)內(nèi)容進(jìn)行歸類(lèi)，并套娃式的封裝的行為，跟我們進(jìn)行層次化封裝時(shí)候所做的事情是一樣的。如你所見(jiàn)，如何分類(lèi)、遵循怎樣的原則是一個(gè)非常主觀的事情，可以非常確定的說(shuō)，這里沒(méi)有永遠(yuǎn)正確的方法和標(biāo)準(zhǔn)，只有不同人基于自己能力、閱歷、經(jīng)驗(yàn)以及項(xiàng)目的不同要求而做出的判斷——很多時(shí)候，評(píng)論他人的模塊封裝如何的不好，基本上就等于評(píng)論他人的能力或者品味——是引戰(zhàn)的代名詞。

本文也許會(huì)不小心介紹一些所謂的“劃分原則”，這里首先約定一下，無(wú)論我說(shuō)的如何“言之鑿鑿”、仿佛是“普世真理”一般，請(qǐng)相信我，這仍然只是基于我個(gè)人的主觀看法——并不具有任何客觀性（這也是為什么我一再?gòu)?qiáng)調(diào)“計(jì)算機(jī)科學(xué)是唯心”的這一說(shuō)法的原因）?；谶@樣的約定，如果你對(duì)我的所謂“劃分原則”有什么腹誹，還請(qǐng)多多見(jiàn)諒，請(qǐng)記住這句話(huà)：這里不存在什么“我是對(duì)的你就是錯(cuò)的”之類(lèi)的問(wèn)題——如果你堅(jiān)持，那么結(jié)論就是“我是錯(cuò)的，你是對(duì)的”——結(jié)案了。

原本平鋪在地上的書(shū)被立體的堆積了起來(lái)，這就是層次框架；而堆積過(guò)程中的指導(dǎo)原則就是整個(gè)框架的設(shè)計(jì)理念——記住，混亂的理念也是理念；前后矛盾的理念也是理念——只要你把書(shū)堆起來(lái)了，就有一個(gè)理念，哪怕你說(shuō)，“我沒(méi)想那么多，也就是看到空盒子就裝起來(lái)”——不好意思，這也是你的理念。

對(duì)應(yīng)到軟件框架上，我們可以看到，實(shí)踐中有大量理念混亂復(fù)雜的系統(tǒng)，仍然運(yùn)行的非常好，只不過(guò)人們親切的稱(chēng)呼他們?yōu)?strong>祖?zhèn)魇荷剑?/span>然后默默的敬而遠(yuǎn)之。

實(shí)際上，1）設(shè)計(jì)理念統(tǒng)一、2）簡(jiǎn)潔、3）可執(zhí)行且4）執(zhí)行力充分是每一個(gè)好框架在設(shè)計(jì)之初都曾設(shè)立過(guò)的美好夢(mèng)想——可惜最終基本上沒(méi)有誰(shuí)完全實(shí)現(xiàn)這一愿景——如果每一項(xiàng)都用5星來(lái)衡量的話(huà)，對(duì)一個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，平均下來(lái)這里列舉的每一個(gè)目標(biāo)都達(dá)到3星就是一個(gè)很好很好的軟件框架了。

• #include 本質(zhì)上就是將指定的文件直接“包含”到當(dāng)前的文件中，這一工作在預(yù)編譯階段完成——當(dāng)進(jìn)入編譯階段時(shí)，已經(jīng)看不到任何#include了；
  

• C編譯器支持多個(gè)錨點(diǎn)，用戶(hù)可以通過(guò)命令行 "-I<路徑>"的方式添加一個(gè)新的錨點(diǎn)（或者通過(guò)IDE用戶(hù)界面的方式來(lái)輔助添加）；

• 每一個(gè)#include?都有一個(gè)默認(rèn)錨點(diǎn)，也就是#include所在文件的當(dāng)前目錄；

• 對(duì)于每一個(gè) "#include"，編譯器會(huì)按照一定的順序嘗試多個(gè)錨點(diǎn)——去看看，按照以某個(gè)錨點(diǎn)為基準(zhǔn)的相對(duì)路徑能不能找到對(duì)應(yīng)的文件：如果找得到，則大功告成，找不到則再試試別的錨點(diǎn)。我們常說(shuō)的?#include <> 和 include "" 的區(qū)別就是編譯器嘗試錨點(diǎn)的順序區(qū)別，其中：

• 使用<>?表示編譯器會(huì)首先從用戶(hù)指定的錨點(diǎn)去查找路徑，找不到了再去找默認(rèn)錨點(diǎn)（也就是當(dāng)前目錄）；

• 使用"" 表示編譯器會(huì)首先嘗試默認(rèn)錨點(diǎn)，找不到了再去嘗試用戶(hù)指定的錨點(diǎn)；

基于上述事實(shí)，我們可以規(guī)定：

• 在一個(gè)層次框架模型中，只允許使用相對(duì)路徑來(lái)進(jìn)行模塊間的引用；

• 除了默認(rèn)錨點(diǎn)外，一個(gè)層次框架中，應(yīng)該包含一個(gè)指向模塊頂層模塊目錄的錨點(diǎn)——我們稱(chēng)之為根錨點(diǎn)。

• 當(dāng)一個(gè)模塊明確知道自己所引用的目標(biāo)模塊（或者頭文件）相對(duì)自己的位置在未來(lái)是不太可能會(huì)變化時(shí)，推薦使用默認(rèn)錨點(diǎn)——也就是以#include所在文件自己為錨點(diǎn)來(lái)描述相對(duì)路徑；

• 當(dāng)一個(gè)模塊明確知道自己與目標(biāo)模塊的相對(duì)位置在未來(lái)是很可能會(huì)變化的；但目標(biāo)模塊相對(duì)根錨點(diǎn)的位置卻不太可能會(huì)變化時(shí)，推薦使用根錨點(diǎn)來(lái)描述相對(duì)路徑；

• 在某些極端（且應(yīng)該極力避免）的情況下，一個(gè)模塊完全不能確定目標(biāo)模塊的位置會(huì)如何變化——也就是即不知道相對(duì)自己會(huì)怎么變化，也不知道目標(biāo)模塊相對(duì)根錨點(diǎn)會(huì)如何變化——此時(shí)，應(yīng)該直接#include 目標(biāo)文件名，而不包含任何路徑信息。這樣做的目的本質(zhì)上就是甩鍋給用戶(hù)——請(qǐng)“您”在工程配置里為這個(gè)“只有您會(huì)知道會(huì)放在那里”的目標(biāo)模塊配置一個(gè)錨點(diǎn)。我們把這種錨點(diǎn)叫做用戶(hù)錨點(diǎn)。這里，我們人為規(guī)定：應(yīng)該避免用戶(hù)錨點(diǎn)的使用——需要注意的是，這里沒(méi)有任何客觀的關(guān)于對(duì)錯(cuò)的判斷，請(qǐng)避免不必要的對(duì)錯(cuò)性爭(zhēng)論。

在介紹service模型的文章末尾，我們指出了一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題：即，如果每個(gè)模塊都有一個(gè)app_cfg.h，那么層次結(jié)構(gòu)下往往會(huì)有一串的“app_cfg.h”。這一問(wèn)題在IDE環(huán)境下進(jìn)行頭文件包含路徑展開(kāi)時(shí)尤為突出——簡(jiǎn)直到了不能容忍的地步——廣大service模型愛(ài)好者親切的稱(chēng)之為“app_cfg.h的鬼畜”。借助錨點(diǎn)，我們就能輕松的解決這一問(wèn)題，思路如下：

• 每一個(gè)擁有復(fù)雜縱深的大模塊在最頂層，根據(jù)模塊的名稱(chēng)建立一個(gè)唯一的配置頭文件 "<模塊名稱(chēng)>_cfg.h"；

• 刪除所有子模塊自己的 app_cfg.h；

• 由于該配置頭文件相對(duì)模塊頂層目錄的位置是固定的，因此大模塊內(nèi)所有的文件都以相對(duì)根錨點(diǎn)描述的相對(duì)路徑來(lái)包含"<模塊名稱(chēng)>_cfg.h"；
  

具體情況如下圖所示（注意，為了美觀，這里把每個(gè)子模塊對(duì)"<模塊名稱(chēng)>_cfg.h"的#include箭頭都省略了）：

【模塊間調(diào)用/引用規(guī)約】

• 它們是如何組裝在一起的；

• 它們之間的領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系是怎樣的。

其中，模塊間的領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系與現(xiàn)實(shí)中的公司內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似，表現(xiàn)為部門(mén)間的協(xié)作原則也可以被“直接”拿過(guò)來(lái)用于指導(dǎo)模塊間的協(xié)作關(guān)系。下面，我就為大家介紹三條關(guān)鍵的基本原則：

• 跨部門(mén)（必須）調(diào)老大原則；

• 同部門(mén)（至少）平級(jí)調(diào)用原則；

以及

• 領(lǐng)導(dǎo)避諱原則。

跨部門(mén)（必須）調(diào)用老大原則

在這一圖中，左邊方框所表示的模塊嘗試去包含右邊大部門(mén)內(nèi)的一個(gè)子模塊（橙色虛線(xiàn)所示），根據(jù)“調(diào)老大”原則，我們不能繞開(kāi)“隔壁部門(mén)”的老大而去直接給它的小弟布置任務(wù)。

同部門(mén)（至少）平級(jí)調(diào)用原則

在圖中，左邊方框中的模塊與右邊它想包含的模塊同屬于一個(gè)大部門(mén)。由于“平級(jí)調(diào)用”原則的限制，我們同樣不能繞開(kāi)隔壁團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)而去直接招呼人家的小弟。

領(lǐng)導(dǎo)避諱原則

• 對(duì)一個(gè)接口頭文件來(lái)說(shuō)，無(wú)論如何都不能直接或者間接的包含自己的“領(lǐng)導(dǎo)”；

• 在這一前提基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該盡可能也去“調(diào)老大”——哪怕隸屬于同一大模塊。

一個(gè)具體的例子如下圖所示：

在途中，一個(gè)模塊的接口頭文件試圖去包含隔壁部門(mén)的小弟，考慮到“盡快可能掉老大”的要求，以及“避諱領(lǐng)導(dǎo)”的限制，圖中就有了兩條可行的包含方案（以藍(lán)色箭頭表示）——實(shí)際上，選擇最大的有效領(lǐng)導(dǎo)（也就是斜向上的藍(lán)色箭頭所示的頭文件）才是我們所推薦的。

其實(shí)，如果你理解了上述三條原則，你很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)一句更為凝練的口訣，即：避開(kāi)自己的領(lǐng)導(dǎo)，盡可能調(diào)老大，完畢。

【不是結(jié)束的后記】

• 計(jì)算機(jī)技術(shù)是“唯心的”，只不過(guò)，誰(shuí)的話(huà)語(yǔ)權(quán)強(qiáng)大，誰(shuí)說(shuō)了算；

• 除了少數(shù)與數(shù)學(xué)、物理、經(jīng)濟(jì)學(xué)（分配資源相關(guān)的知識(shí)）有關(guān)的硬核理論外，更多的計(jì)算機(jī)技術(shù)和術(shù)語(yǔ)都是像你我這樣普普通的一線(xiàn)程序員從生活中借鑒而來(lái)的——所以說(shuō)，加油吧，打工人。

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