一、课程简介：

一般而言，人们大多先学开发(代码)的技术，随后才学(架构)设计的方法。然而，在实际做事时，却是先设计，随后才写出代码来。敏捷过程则让设计与写码迭代循环下去，一直到完成为止。在本课程里，就遵循敏捷的迭代过程，从思想、方法、模式、范例和成功案例各种不同角度，带你学习从设计到代码的途径。让你在活泼的过程中，轻松地从原本的代码世界，迅速熟悉设计的新天地。在跃入架构设计新天地时，你很快会发现，架构设计的主要流派有二：
 ◆ 抽象思维派：致力于抽象出稳定、可靠、不变的共同性架构；即追求<万变不离其宗>的宗。
 ◆ 创新組合派：致力于组合出具体独特性的创新架构；亦即，追求<与众不同>的特质。

本课程以比较新潮的<创新组合派>为主轴，希望能陪伴你在移动互联网、智能终端的创新潮流中，能如鱼得水、展现无比的创造力。然而，仍然会兼顾两者，在本课程的中间段，也特别帮你梳理和强化<抽象思维派>技艺，这是有效架构师的必备能力。为了让你能顺利从(代码)开发跃升到(架构)设计，本课程会坚持一个美好的信念：
“各项架构设计决策都必须有未来性，并能迅速落实为代码”。

如此，一方面符合敏捷的原则；另一方面，你可以从熟悉的代码中，领悟到其幕后的设计思想和技术。例如，本课程也以Android开源的代码来阐述其幕后的 UI、IPC、HAL等架构的设计思维和技巧。为了特别强调架构与代码两者之间的无隙缝衔接，高焕堂老师特别设计了EIT代码造形，让组合创新派的设计核心：接口(即EIT的)能直接落实到代码。因之，EIT造形是架构与代码的优先交汇点，成为敏捷开发的起始点(Simple solution)；所以EIT被称为：从架构到代码的捷径。

图-1. 高老师设计的EIT代码造形

关于EIT造形的介绍，可参考网站: (http://223.26.63.39/?p=138 )。
此外，在本课程里，将由高老师指导大家亲自进行架构设计，直接取得实务经验；例如，以移动互联网+智能家庭的情境，设计出手机与TV整合、多萤互动的新型系统架构，并迅速落实为可执行的框架代码。并藉由成功案例分享来提供大量的实务设计模式，融合到框架的开发与API设计上，让学员在最短的时间内获得扎实的设计经验和技巧，并应用于各行各业上。兹说明如下：

二、课程特色

<架构>与<敏捷>的完美组合
各项<架构>设计都能迅速落实到<代码>
以EIT代码造形衔接架构与代码
以EIT的强力支持系统(或产品)的创新组合
从原本的代码世界，迅速熟悉设计的新天地

三、学员对象

熟悉Android应用开发，希望从事架构设计的工程师
想深入了解Android幕后的架构设计者
想兼具<抽象思维派>和<组合创新派>设计思维和技术者

四、课程目标

顺利从<开发>跃入<设计>的新境界
梳理了架构设计思想、方法和模式
拥有组合创新派的{架构、代码、敏捷}三位一体的创新设计能力
学完后具备相当于1-2年Android架构设计的经验

五、学员基础

熟悉Java，Android SDK
熟悉Android应用框架
具备C/C++基础知识，

六、主讲人：高焕堂老师

”敏捷顶层设计方法”主要创作人
MCS设计模式和EIT代码造形的创作人
发表200多篇Android核心技术文章
出版了9本Android专业技术书籍
亚太地区Android技术大会主席。

七、课程大纲

Part-1: 从架构到代码的过程

1.1 敏捷与架构的完美组合

◆ 敏捷开发的原则和价值观
 ◆ 开发、架构、测试之关系
 ◆ 架构在敏捷过程里的角色
 ◆ 架构师在敏捷过程的职责
 ◆ 过程观点：(需求)测试做<反馈>，敏捷(过程)做<迭代>；
 ◆ 分合观点：(架构)设计做<分>，(代码)开发做<合>
 ◆ 测试触发反馈，反馈带动迭代，迭代驱动<架构à代码>重构
 ◆ 迭代促进了<架构师&开发者>的心灵沟通与携手协作
 ◆ 举例：架构师如何设计敏捷的起始架构(Simple Solution)
 – 加法设计：围绕问题( Problem)和愿景(Vision)，产生创意构想(Creative Idea)
 – 减法设计：创意爱上限制(Creativity loves constraint)

1.2 代码是架构的外貌，永远青春

◆ 架构师与开发者的合作成果：架构+代码=软件(系统)
◆ 架构是软件的骨架、代码是软件的外貌
◆ 架构是软件的核心
◆ 架构的用意：创新组<合>
◆ 架构设计的焦点：接口(Interface)
◆ 设计决策具有<未来性>，系统才能适应未来

图-2. 开发、架构、测试之关系

1.3 设计与开发的分工合作

◆ 架构设计的目的是：组合
◆ 架构师做<分>，支持开发者做<合>，合作实践(系统)组合
◆ 分得妙，就能合得快(即：分之以为用，合之以为利)
◆ 分得妙，就能得好接口(Interface)
◆ 架构师的核心工作：接口设计(Interface Design)
◆ 开发者的核心工作：依据接口，开发(系统)模块并整合
◆ 有许多种开发者：如App开发者、底层系统开发者等

1.4 敏捷思维：尽快呈现架构的外貌

◆ 接口设计是<物>的组合设计
◆ 接口设计是<事>的分工设计
◆ 架构师设计多种接口来支撑分工与组合
◆ 架构师心中的4种接口：SI、PI、API和UI
 – SI：本架构与外部系统之间的整合接口
 – PI：本架构与内部挿件(Plug-in)之间的接口
 – API：本架构与应用程序(App)之间的接口
 – UI：App与用户的互动接口
◆ 依循敏捷原则，接口迅速落实为代码，尽快呈现外貌
◆ 关于敏捷思维，可参考高老师设计的”敏捷顶层设计方法论”：

图-3. “敏捷顶层设计方法论” (可参考网站: http://223.26.63.39/?p=138)

1.5 EIT造形：接口美丽的外貌

◆ 认识EIT软件造形
◆ EIT造形：呈现核心设计的外貌
◆ EIT造形的可涵盖三种：SI、PI、API
◆ EIT造形的<E>代表本架构
◆ EIT造形的<T>代表本架构的配件(即插件：Plug-in)

1.6 一群<E&I>美妙的组合是：框架(Framework)

◆  认识GoF的设计模式(Design Pattern)
◆  随着敏捷的迭代过程，EIT造形会逐渐增加
◆  如何巧妙组合渐增的EIT造形：擅用设计模式
◆  组合起来，就成为软件框架了
◆  如何迭成多层级(Layer)的框架体系：以Android为例

Part-2: 从Android框架代码中学习设计

2.1 基础设计模式(Pattern)的代码：以Android为例

◆  Template Method模式：IoC(控制反转)机制
◆  Observer模式：接口设计
◆  Abstract Factory模式：两个EIT造形的组合
◆  Adapter模式：封装接口
◆  Composite模式：实践组合
◆  Façade模式：组合体的接口设计
◆  EIT造形是原子，设计模式是分子
◆  更多EIT造形的组合模式：以Android代码为例

2.2 从 UI框架入手

◆  View体系的架构设计(使用Template Method模式)
◆  Activity-View的架构设计(使用Factory模式)
◆  Layout-View的架构设计(使用Composite模式)
◆  WMS(WindowManagerService)-View的架构设计
◆  WMS-SurfaceFlinger的架构设计
◆  Surface-Canvas(画布)的架构设计
◆  SurfaceView与OpenGL的3D绘图架构设计
◆  ListView框架的设计

2.3 跨进程(IPC)架构设计

◆  Android 的IPC幕后设计：BD(Binder Driver)驱动架构
◆  以IBinder接口包装BD驱动的服务
◆  包装IBinder接口的Proxy-Stub设计模式
◆  Proxy和Stub类别的代码
◆  设计Proxy和Stub类别的API
◆  如何自动生成Proxy和Stub类别代码
◆  IBinder & AIDL方法
             – 方法(一)：Implementing a Binder
             – 方法(二)：Using a Messenger
             – 方法(三)：Bound Services

2.4 Java与C/C++两层框架的设计

◆  JNI(Java Native Interface)代码开发要点
◆  JNI的数据型态(Data Type)转换规则
◆  JNI的线程(Thread)模式：JNIENV类的设计
◆  正向通信：Java函数调用本地C函数
◆  反向通信：本地C函数调用Java函数
◆  Android HAL架构设计
             – HAL(Hardware Abstraction Layer)的意义
             – 理解runtime与HAL Stub
             – 撰写HAL Stub代码
             – Stub调用Linux Kernel的方法

2.5 核心服务的框架设计

◆  认识核心服务(Core Service)
             – 核心服务都是在开机过程中，由Android的INIT进程启动的
             – 包括Android Service和 Native Service两种
             – 以Java语言撰写的，就称为Android Service
             – 以C++撰写的，就称为Native Service
◆  亲自撰写一个核心服务
             – 撰写一个C++类别
             – 继承BBinder基类，继承得来IBinder界面
             – 提供接口给Java层(透过JNI)调用

2.6 JUnit测试框架的设计

◆ Android的测试工具，都是基于JUnit测试框架的
◆ JUnit框架也是由许多EIT造形所组成；其TestCase基类是<E&I>
◆ 从基类衍生出各子类，如ServiceTestCase；其内涵的setUP()和tearDown()函数就是
◆ 可撰写<T>(即Test case)代码，来启动TDD机制
◆ 可使用TestSuite基类来管理一群相关的<T>(即Test case)

Part-3: 梳理你的架构设计思想、方法和模式

3.1 复习设计概念与技艺

概念复习
◆  说明框架的起源、分层与其「无用之用」效果
◆  阐述应用框架魅力的泉源：控制反转(IoC, Inversion of Control)机制
◆  深入认识控制反转机制
◆  主控者是框架，而不是应用程序
◆  现代应用框架：采取广义IoC观念
◆  框架的重要功能：提供默认行为(Default Behavior)
技艺复习
    ◆  抽象(无之)与衍生(有之)
◆  打造框架：细腻的抽象步骤
◆  基本步骤：
             – 细腻的手艺(一)：数据抽象
             – 细腻的手艺(二)：函数抽象
             – 细腻的手艺(三)：将抽象类别转为接口
◆  善用类的继承(Inheritance)机制
◆  设计基类的抽象函数
◆  抽象是手段，组合是目的
UML复习
◆  UML的3种基本图表：类图、顺序图和用例图
◆  以UML表达设计模式和框架
◆  EIT造形的两种表达：UML图和代码

3.2 架构设计的需求分析方法

◆ 基本设计技能：把轮胎拔掉
◆ 伟大的雕刻师罗丹( Musée Rodin)说：”把不必要的部分去掉”
◆ 买主需求：想想为什么(why)汽车架构师会决定把轮胎拔掉呢? 其背后的理由是：买主来了，才知道买主对轮胎的偏好或特殊需求。只有等到买主决定和挑选了轮胎之后，才能将轮胎装配上去。
◆ 探索买主需求
 – 为什么把轮胎拔掉呢?
 – 为什么火锅店的桌子要挖洞呢?
 – 为什么餐厅要分开<食谱>与<点菜单>呢?

3.3 接口设计模式

什么是接口(Interface)
◆ 在OOP里，将接口定义为一种特殊的类别(Class)
◆ 在Java里，将”纯粹抽象类别”称为接口(Interface)
◆ EIT造形的接口表示为
◆ 可以合并到<E>里
谁控制?
◆ <E>成为控制点
◆ 引擎<E>àà驱动轮胎<T>
如何控制API ?
◆ UI与API
◆ 被动型API与主动型API
API与商业模式
◆ API决定控制权&金流
◆ 没钱就改版，改版就有钱
◆ 以HAL为例，说明API = 话语权
◆ 谁拥用接口的制定权，谁就掌握控制点，就能获得较大的话语权
◆ 从API看控制力量的强弱等级
◆ 把控制力传播出去

Part-4: 亲自<敏捷+架构>、并迭代出代码

图-4. 多机整合：移动、智能、物联网和云计算

4.1 情境范例：”手机访问TV/STB”

◆ 愿景：多屏互动、幸福家庭的实践
◆ 亮点：许多智能设备大量进入家庭，在家里的Android TV建立一朵私密云，
 来整合窗外多个云平台和手机移动终端，变得流行起来。
 ◆ 情境：手机远距访问TV，透过TV打开家中的壁灯开关
◆ 架构：基于<手机+TV>的大小机相联、大小屏幕互动的新架构
◆ 设计：设计TV里的框架<E&I>、撰写插件<T>
◆ 技术：
 – 人们透过手机浏览器访问家庭云，您可以在家庭云里，安装i-Jetty网页容器(Container)
 – 此时，I-Jetty里的HttpServlet就是另一个<E>，而它的doGet()等函数就是
 – 您写的servlet代码就是I-Jetty的<T>，它接受手机的访问

4.2 实际开发：依循敏捷、落实为代码

图-5. 亲自体验：创意爱上限制(Creativity loves constraint)

<架构设计>阶段的敏捷迭代
◆ Step-0. 准备测试计划
 – 订定此阶段的测试方案(Test Case)
 – 以Android手机Browser为测试方案的执行软件
◆ Step-1. 设计敏捷过程的起点架构：Simple Solution
 – 通信协议：手机与TV采HTTP通信
 – 软件接口：TV端的EIT造形与手机端Browser对接
 – 设计：以UML表达EIT造形
 – 代码：赚写I-Jetty的Servlet来实践EIT造形
◆ Step-2. 启动TDD机制、进行迭代
 – 从手机来实机检测TV里的EIT造形的接口代码
 – 依循TDD的反馈，迭代Step-1和Step-2的活动

<代码开发>阶段的敏捷迭代
◆ Step-3. 准备测试计划
 – 订定此阶段的测试方案：基于用户需求(Requirements)
 – 以Android手机Browser为测试方案的执行软件
◆ Step-4. 以上阶段Step-2产出的EIT造形为起点架构
◆ Step-5. 依循测试方案，展开细节设计和代码开发
 – 撰写Android App代码：基于Android应用框架
 – I-Jetty的<T>调用Android的App
 – App透过JNI调用Android的Zigbee驱动代码
 – Zigbee驱动透过Dongle发信号给壁灯开关
◆ Step-6. 启动TDD机制、进行迭代
 – 从手机来实机检测TV里的有关代码
 – 依循TDD的反馈，迭代Step-5和Step-6的活动，直到完成

4.3 继续敏捷迭代、开发新功能

新功能1：手机控制TV里的Camera拍照片
◆  TV/STB内的i-Jetty含有servlet代码，让手机可以远距来访问它
◆  TV/STB则内含Camera驱动，能控制摄像头硬件
◆  运用EIT造形和敏捷迭代，开发软件来整合家外的手机与TV/STB上的摄像头硬件
◆  让家庭成员随时从手机来打开TV/STB的摄像头，拍了照片送回到手机上呈现出来
◆  展开敏捷过程，直到完成

新功能2：手机控制TV将照片送上云端(Cloud)
◆  TV/STB将Camera拍摄的照片送上云端：例如Google的GAE等
◆  基于WiFi通信协议
◆  展开敏捷过程，直到完成

Part-5: 架构设计应用：支持跨平台

图-6. 跨别人的平台、整合自己的平台

5.1 跨平台的三个设计策略

◆  三个实施策略：
             – 策略-1：把它”EIT(设计)”了
             – 策略-2：挟天子以令诸侯
             – 策略-3：建立中间件(middleware)

5.2 跨芯片(小)平台：采取<策略-1>

情境A：先有别人的(小)平台，然后才建立我的平台
◆ 小平台是指别人的平台，该平台的变化决定于别人
◆ 为了跨平台，就不宜直接使用别人的平台
◆ 您设计<E&I>，而且设计<T>来包容别人平台的变化，这就称为：把它”EIT(设计)”了。
情境B：先建立我的平台，然后才让别人来扩充(Extend)
◆ 这反过来，让别人设计插件<T>来扩充(extend)您的<E&I>
◆ 别人为了保护他自己，也会将插件分成两部分：<壁虎尾巴>与<壁虎身体>
◆ 万一您的<E&I>有变化时，这只壁虎(插件)便能弃尾求生，让<壁虎身体>跨您的<E&I>

5.3 Android版本(大)平台：采取<策略-2>

◆ Android升级和版本变更频繁，终端必须随之而更新
◆ Android是一个多层级<E&I>结构，各层都是由Google所开发
◆ Google是强龙，位居天子角色，其设计来控制您的插件<T>
◆ 您可以拿EIT造形搭配Proxy-Stub设计模式，规划Stub类别(曹操类)，制定自己的
◆ 于是，让<T>脱离Android的<E&I>所牵制；实现”挟天子以令诸侯”的效果

5.4 跨自己的平台(建立中间件)：采取<策略-3>

◆ 随着您的公司业务成长，您的平台版本变更频繁；如何包容自己平台的变化呢?
◆ 可以规划一个上层平台<E&I>来吸纳自己平台的变化，此平台又称为中间件，提供稳定的
◆ 此稳定的(又称API)，也保护自己平台的变动自由度，实现”没钱就改版，改版就有钱”效果
◆ 中间件还能提供您的专有API，来凸显自己平台的独特性

Part-6: 架构设计的成功案例分享

图-7. PhoneGap的重构蓝图

6.1 案例：重构PhoneGap的架构和代码

◆ 议题：PhoneGap目前只搭配HTML5的Web App
 – 如何重构PhoneGap的架构和代码
 – 让PhoneGap也能搭配一般的Native App
◆ 现况：目前PhoneGap的架构设计
 – HTML5 & PhoneGap可以让UI更容易跨平台
 – 其依赖Browser和PhoneGap的插件<T>来吸收平台的差异化
 – 如果插件很多时，PhoneGap里的PluginManager负责管理之
 – UI事件是从WebView传送到PhoneGap的插件<T>
 ◆ 目标：
 – 即使不采用HTML5，也能使用PhoneGap来管里插件
 – 一旦不使用HTML5，PhoneGap就不再搭配WebView
 – 于是，PhoneGap转而搭配一般的View，如Button等
 – UI事件(Event)改从一般的传送到PhoneGap的插件<T>
◆ 收获：
 – 如何拦截App的启动事件(onCreate事件)和UI事件
 – 以EIT造形加快理解PhoneGap框架的结构
 – 深刻领悟的设计要领：如IPlugin接口设计
 – 熟悉从<重构设计>到<重构代码>的过程

6.2 重构的设计思考

◆ 重构范围内共有3个EIT造形的美妙组合
 – 第1个造形：{ Activity-DroidGap }
 – 第2个造形：{ WebView-CodavaWebView }
 – 第3个造形：{ PluginManager-Plugin-<T> }
 – 熟悉从<重构设计>到<重构代码>的过程
◆ 因为不再搭配WebView，所以前两个EIT造形都必须重构
◆ 第3个造形最复杂
◆ 上上策是：不重构第3个造形，其内涵和接口代码都保持不变
◆ 成功地让第3个造形跨到重构的新平台(即前两个造形)

6.3 案例的成功关键和启示

◆ 关键：在于上述的设计思考
◆ 洞悉：心怀EIT造形去观察架构
◆ 技巧：从观察重构的变动震幅，找出上上之策
◆ 启示：优越架构，带来易于重构的机会，创造了系统未来性
~ end ~

Android：从程序员到架构师之路_A02课程大綱