设计模式

1. 概述（Overview）

设计模式是一种对可重复软件设计经验的结构化表达方式，用于解决在特定上下文中反复出现的问题。它既是一种代码组织思想，也是一种团队共同的 沟通语言、认知工具与架构思维框架。

设计模式的价值不在于具体类图或代码技巧，而在于：

设计模式不是编写代码前的模板，而是在项目不断演进中沉淀的结构认知。

2. 本质（Essence）

一个设计模式的存在必须同时满足三点本质特征：

  1. **重复性（Repetition）**：是对反复出现的问题或结构的提炼
  2. **可沟通性（Communication）**：模式必须具有命名和传达价值
  3. **稳定的结构（Structure）**：包含通用角色和组织方式，可用于系统复用

换言之：

设计模式是“可命名的、可复述的、可复用的软件结构化经验”。

它是介于“设计原则”和“具体架构”之间的中观层抽象。

3. 模式的结构化表达模型（Pattern Schema）

为了使模式具备标准化和可复用性，一个成熟的设计模式通常包含以下五个核心元素：

  1. **名称（Name）**：用于溝通，是最关键的元素
  2. **意图（Intent）**：解决什么问题，如何优雅地解决
  3. **结构（Structure）**：角色、职责、协作方式，可用类图或关系描述
  4. **适用性（Applicability）**：在哪些场景下使用/不使用
  5. **后果（Consequences）**：优点、限制、代价

这个模板为团队形成与评审设计模式提供统一规范。

4. 设计模式的关键属性（Properties）

设计模式不是单纯的“解决方案”，而是一类具有明确属性的工程经验。高质量的设计模式应具备以下五个通用属性：

4.1 可命名性（Nameability）

必须能用一个简洁的名称表达核心意图。命名是模式存在的前提。

4.2 可复述性（Repeatability）

必须在多个系统或上下文中出现，具有通用性。

4.3 可沟通性（Communicability）

设计模式本质上是沟通语言。一句“用 X 模式”即可传递大量隐含结构信息。

4.4 可复用性（Reusability）

模式的结构在逻辑层面可重用，甚至可以跨语言、跨框架。

4.5 可演化性（Evolvability）

优秀模式可随着技术变化而演化，不是固定不变的代码模板。

5. 模式的边界与误区

设计模式不是银弹，也不是必须使用的工具。错误使用会带来反效果。

5.1 模式的边界

5.2 常见误区

6. 模式与设计原则、架构的关系模型

设计模式是一个位于 设计原则与系统架构之间的中观层结构工具。

可以用如下抽象模型表示：

设计原则（Why） → 设计模式（How） → 项目架构（What）

6.1 设计原则（Why）

6.2 设计模式（How）

6.3 架构（What）

模式不是架构，但架构离不开模式。

7. 设计模式的演化规律（Pattern Evolution Lifecycle）

设计模式不是静态资产，而是长期演进产物。其生命周期可分为：

  1. **发现（Emergence）**：在多个系统中观察到重复结构
  2. **抽象（Abstraction）**：提炼出共同角色和协作方式
  3. **命名（Naming）**：形成可沟通语言
  4. **验证（Validation）**：跨项目使用并稳定下来
  5. **泛化（Generalization）**：适用于更广场景，提升抽象度
  6. **成熟（Maturation）**：成为团队共识
  7. **弃用（Deprecation）**：随着技术变迁被更优方案取代

例如随着 FP、协程、响应式流的兴起，一些传统 OO 模式已经弱化或演化。

8. 如何发现与沉淀模式（Methodology）

设计模式不是学习来的，而是“抽象出来”的。以下是团队挖掘新模式的流程建议：

8.1 识别重复问题

8.2 提炼结构共性

8.3 命名

名称应准确、简洁、具有认知统一性。

8.4 结构化表达

按照 Pattern Schema 写成规范文档。

8.5 评审

邀请团队讨论，优化边界与适用性。

8.6 归档到模式库（Pattern Repository）

形成团队知识资产。

9. 模式治理体系（Pattern Governance）

要让模式真正成为团队资产，需要：

9.1 模式目录（Pattern Catalog）

包含所有模式的结构化条目。

9.2 模式评审（Pattern Review）

定期评估模式是否仍必要，是否产生反模式。

9.3 模式选型指南（Pattern Decision Matrix）

用于在不同需求变化类型下选择合适模式。

9.4 模式教学与传播

包括新成员培训、架构设计评审中的模式使用建议。

10. 反模式（Anti-Pattern）

反模式是“看似优雅但在大多数情况下反而造成问题”的重复做法。

识别反模式的关键指标：

在模式 governance 中，反模式是重要治理单元。

11. 模式的价值体系总结（Value Summary）

设计模式的核心价值可以概括为：

  1. **可沟通性**：团队沟通成本降低
  2. **可复用性**：减少重复设计
  3. **可维护性**：提升结构清晰度与可扩展性
  4. **可预测性**：降低新人上手成本
  5. **可演化性**：让系统在变化中保持稳定

一句话总结：

设计模式是一种组织复杂软件的结构化认知，是在变化中寻求稳定的工具。

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