┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ 架构设计规范 ┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
本文档定义了图形渲染系统的架构设计规范和标准，确保系统开发遵循统一的设计原则和最佳实践。
2.1 核心原则
1 单一职责原则 (SRP)
• 每个类/模块只承担一个明确的职责
• 示例：Renderer只负责渲染，Shape只定义图形属性
2 开闭原则 (OCP)
• 通过扩展而非修改来增加新功能
• 示例：通过实现Renderer接口添加新渲染器
3 依赖倒置原则 (DIP)
• 高层模块不依赖低层模块，都依赖抽象
• 示例：UI层通过Renderer接口使用渲染功能
2.2 补充原则
1 最少知识原则
• 模块只与直接朋友通信
• 示例：Command不需要知道DrawingPanel内部实现
2 约定优于配置
• 采用合理的默认值减少配置
• 示例：RendererFactory内置默认渲染器
3.1 层次定义
层级 组件示例 职责 允许依赖
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表现层 SwingUI, DrawingPanel 用户交互和展示 业务逻辑层
业务逻辑层 Command, UndoManager 核心业务流程 服务层、领域层
服务层 RendererFactory, ShapeFactory 技术服务提供 领域层
领域层 Shape, Renderer 核心业务模型 无
基础设施层 PersistenceManager 技术实现细节 被各层依赖
3.2 层间通信规则
1 严格分层：只允许上层调用下层
2 跨层调用：必须通过接口抽象
3 数据传递：使用DTO而非领域对象跨层
4.1 模块划分标准
1 功能内聚：相关功能放在同一模块
• 示例：所有渲染器实现在bridge模块
2 变更隔离：可能同时变更的内容放在一起
• 示例：legacy模块隔离旧版代码
3 复用粒度：按复用需求划分模块
• 示例：core模块包含可复用基础设施
4.2 模块依赖规则
graph TD
ui –> core
ui –> bridge
command –> core
bridge –> legacy
factory –> core
persistence –> factory
5.1 接口定义要求
1 明确职责：
/**
* 图形渲染接口
* @implSpec 实现类必须保证线程安全
*/
public interface Renderer {
void drawCircle(int x, int y, int radius);
}
2 参数校验：
default void drawCircle(int x, int y, int radius) {
Objects.requireNonNull(renderer);
if (radius <= 0) throw new IllegalArgumentException();
// 实际实现
}
5.2 接口演化策略
1 新增方法：使用默认实现保持兼容
2 方法弃用：用@Deprecated标注并说明替代方案
3 重大变更：创建新接口版本
6.1 类职责矩阵
类别 示例 职责数量 方法数量 属性数量
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 控制类 UndoManager 1 5-10 2-5
实体类 Circle 1 5-8 3-6
服务类 RendererFactory 1 3-5 1-3
6.2 类设计约束
1 不可变性：值对象应设计为不可变
public final class Point {
private final int x;
private final int y;
// 只有getter方法
}
2 构造规范：
• 避免过长参数列表（≤5个）
• 复杂对象使用Builder模式
7.1 模式选用标准
场景 首选模式 替代方案 禁用情况
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 对象创建 工厂方法 简单工厂 直接new
行为扩展 访问者 策略 继承
状态管理 备忘录 状态 标志位
7.2 模式实现模板
工厂方法示例：
public interface RendererFactory {
// 标准工厂方法
Renderer create();
// 带参数的变体
Renderer create(String config); }
命令模式示例：
public abstract class AbstractCommand implements Command {
protected final List
// 模板方法
public final void execute() {
if (!canExecute()) throw new IllegalStateException();
doExecute();
}
protected abstract void doExecute(); }
8.1 异常分类
类型 示例 处理方式
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 业务异常 InvalidShapeException 展示给用户
系统异常 RenderingException 日志记录后恢复
致命错误 OutOfMemoryError 终止应用
8.2 异常处理模板
try {
renderer.drawShape(shape);
} catch (RenderingException e) {
LOGGER.error(“渲染失败”, e);
fallbackRenderer.drawPlaceholder();
} finally {
renderer.cleanup();
}
9.1 性能敏感场景
1 渲染循环：
// 避免在渲染循环中创建对象
for (Shape shape : shapes) {
shape.render(reusedRenderer);
}
2 内存缓存：
public class ShapeCache {
private static final int MAX_SIZE = 100;
private static LinkedHashMap<Key, Shape> cache =
new LinkedHashMap<>(…, 0.75f, true) {
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
return size() > MAX_SIZE;
}
};
}
9.2 并发控制
1 线程安全级别：
@ThreadSafe
public class GlobalConfig {
// 使用volatile保证可见性
private volatile String renderMode;
}
2 锁粒度控制：
public class ThreadSafeRenderer implements Renderer {
private final Object lock = new Object();
public void drawCircle(...) {
synchronized(lock) {
// 关键区代码
}
} }
10.1 代码注释标准
1 类注释：
/**线程安全：此类是不可变对象，线程安全
*
* @see Shape 基础接口
* @since 2.0
*/ public final class Circle implements Shape {
2 方法注释：
/**
* 绘制圆形
* @param radius 半径(必须>0)
* @throws IllegalArgumentException 如果半径≤0
* @throws RenderingException 当底层渲染失败时
*/
public void drawCircle(int radius) {
10.2 设计决策记录
1 ADR模板：
# 1. 使用适配器模式整合旧版渲染器
## 状态
已采纳
## 决策因素
- 需要支持遗留系统
- 最小化修改现有代码
- 20%性能开销可接受
## 替代方案
1. 直接重写旧版代码（高风险）
2. 并行维护两套系统（高成本）
附录A：架构质量检查表
1 [ ] 所有模块依赖关系符合分层规范
2 [ ] 关键接口有明确的@implSpec说明
3 [ ] 性能敏感代码经过Profiler验证
4 [ ] 异常处理覆盖所有已知错误场景
5 [ ] 设计决策已记录在ADR文档中
附录B：参考架构
🌆 参考架构图
版本控制：
• v1.0 2025-06-20 初始版本
• v1.1 2025-06-25 添加性能设计规范
• v2.0 2025-06-27 重构分层规范
归档位置：docs/architecture/design-specification.md