Patrones de diseñoJoan Sebastián Ramírez Pérez

2016

Agenda

¿Qué son patrones de diseño?Patrones POSAPatrones GOFBibliografía

¿Qué son patrones de diseño?

“Cada patrón describe un problema que ocurre una y otra vez en nuestro medio ambiente y, a continuación describe el núcleo de la solución a ese problema, de tal manera que se puede utilizar esta solución un millón de veces, sin tener que hacerlo de la misma manera dos veces”

1977, A Pattern Language, Christopher Alexander

“ Un patrón es principalmente una forma de masticar consejos sobre un

tema”

– Martin Fowler

“Un patrón describe un problema de diseño recurrente, que surge en contextos específicos de diseño, y presenta un esquema genérico probado para la solución de este.El esquema de la solución describe un conjunto de componentes, responsabilidades y relaciones entre de éstos, y formas en que dichos componentes colaboran entre sí.”

– Buschmann

¿Qué es un patrón de software?

Solución probada a un problema recurrente.Solución reutilizable a un problema común en un contexto dado.

Consideraciones importantes

Un patrón de diseño no es un silver bullet.Un patrón de diseño no depende de un lenguaje de programación.El patrón de diseño en si es la solución, no el problema.

¿Por qué usar patrones de diseño?• Vocabulario y entendimiento común para el

diseño de software.

• Suministra alternativas de diseño para tener un software flexible y reutilizable.

• Construir arquitecturas de software complejas y heterogéneas.

• Favorece la vida y mantenibilidad del software desarrollado.

¿Cuando debo usar un patrón de diseño?

Cuando tengo el mismo problema al cual responde el patrón.Cuando conozco el efecto colateral que conlleva el patrón de diseño y es viable la aparición de este efecto.

Patrones POSA (Pattern Oriented Software

Architecture)

Objetivos patrones POSA

Presentar y dar el esquema de arquitectura de software orientada a patrones (Pattern Oriented Software Architecture)Mostrar un lenguaje de patrones que facilitará el diseño de la arquitectura de software a partir de los diferentes patrones.

Estructura patrones POSA

El volumen 1 de POSA se enfoca a los patrones fundamentales de arquitectura de software El volumen 2 de POSA se enfoca a la arquitectura del software para manejo de concurrencia y de gestión con la redEl volumen 3 de POSA se enfoca a patrones para la arquitectura de recursos de computación El volumen 4 de POSA conjunta los patrones de cómputo distribuido y conocidos por la comunidad (incluyendo GoF, PEAA, EIP) El volumen 5 de POSA se enfoca a tratar un modelo para definir lenguajes de patrones

Distribución POSA

Del fango a la

estructura

- Capas

- Tubería-filtros

- Pizarra

Sistemas distribuidos - Broker (p. ej. CORBA, DCOM, Web

Services, WWW)

Sistemas interactivos- Model-View-Controller-

Presentation-Abstraction-Control

Sistemas adaptables

- Reflection: metanivel que hace al

software consciente de sí mismo.

- Microkernel: núcleo de

funcionalidad mínima.

Categoría patrones POSA

Patrones de Arquitectura: Layers, MVC, EDA, etc. Patrones de Diseño: Factory Method, Façade, Strategy, Observer, etc.Idioms/Modismos: Manejo de memoria, uso del lenguaje, convenciones de nombrado, etc.

Patrón Layers (Capas)Problema:

Diseñar un sistema cuya característica dominante sea una mezcla de problemas de alto nivel y de bajo nivel El flujo de comunicación consta de peticiones que van del nivel más superior al nivel inferior, y las respuestas en sentido inverso

Contexto:Una aplicación grande que requiere descomposición

Solución:Estructurar aplicaciones que puedan ser descompuestas en grupos de subtareas, en las que cada grupo de subtareas está en un nivel particular de abstracción

Participantes patrón Layers

Patrón Broker (Mediador)

Patrón para estructurar sistemas distribuidos usando el desacoplamiento de componentes y que interactúan entre ellos a través de invocación a servicios remotos. El mediador coordina la comunicación de solicitudes del cliente al servidor y coordina el retorno del resultado del servidor al cliente, procurando la transparencia en el formato de datos y el protocolo de transporte.

Ejemplo Broker

Modelo-Vista-Controlador

MVC es un patrón de diseño orientado a objetos.Divide una aplicación de software dado en tres partes interconectadas. Especifica el uso de clases para dividir nuestra aplicación:

Lógica del negocio -> datos persistentesLógica de presentación -> como visualizamos los datosFlujo de la aplicación -> a través del controlador

Patrones GOF

Clasificación de los patrones GOF

• Propósito

• Refleja lo que hace un patrón

• Se divide en Patrones de Creación , Estructura y Comportamiento

• Alcance

• Especifica si el patrón se aplica principalmente a clases u objetos

• Patrones de Clase y de Objeto

Clasificación patrones GOF

Patrones creacionales• Factory Method

Crea una instancia de varias clases derivadas

• Abstract Factory

Crea una instancia de varias familias de clases

• Builder

Separa la construcción de un objeto de su representación

• Prototype

Genera una instancia y la inicializa, que puede ser copiada o

clonada.

• Singleton

Una clase de la cual solo puede existir una única instancia

Patrones de estructura

• Adapter: relaciona interfaces de diferentes clases.

• Bridge: separa la interfaz de un objeto de su

implementación.

• Composite: una estructura de árbol de objetos simples

y compuestos.

• Decorator: añadir responsabilidades a los objetos

dinámicamente.

• Facade: una única clase que representa todo un

subsistema.

• Flyweight: una instancia usada para compartir de

manera eficiente.

• Proxy: un objeto que representa a otro objeto.

Patrones de comportamiento

• Chain of responsability: una manera de pasar una

petición a una cadena de objetos.

• Command: encapsula una petición de comandos

como un objeto.

• Interpreter: una manera de incluir elementos del

lenguaje en un programa.

• Iterator: acceso secuencial a los elementos de una

colección

• Mediator: define una comunicación simplificada entre

clases

Patrones de comportamiento

• Memento: captura y restaura el estado interno de un

objeto.

• Observer: una forma de notificar cambios a varias

clases.

• State: altera el comportamiento de un objeto cuando

cambia de estado.

• Strategy: encapsula un algoritmo dentro de una clase.

• Template method: difiere los pasos exactos de un

algoritmos a una subclase.

• Visitor: define una nueva operación a una clase sin

cambiarla.

Bibliografía

Bibliografía• Gamma, Erich; Helm, Richard; Johnson, Ralph; Vlissides, John(1995). Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Reading, Massachusetts: Addison Wesley Longman, Inc.

• Larman, C.: UML y Patrones: Introducción al análisis y diseño orientado a objetos, 2 ed. Prentice Hall. 2005.

• Buschmann, Frank et al.: Pattern Oriented Software Architecture, Volume 1: A System of Patterns, Willey & Sons, 1996.