市面上的“設計模式“書籍文章，皆針對Java/C++/C#等面向對象語言，似乎離開了面向對象的種種特性，設計模式就無法實現，沒有用武之地了。

是這樣嗎？設計模式的概念是從建筑領域引入的，本身從沒歧視過面向過程編程語言，它只是對一類問題的普遍解決方案而已。面向對象語言因為有類、多態等特點，使得開發者們容易達到：隱藏細節、封裝變化，而這與設計模式的目的比較一致，所以大師們愛把設計模式與面向對象語言二位一體的使用。然而，存在即合理，C語言直到今日仍然在大型軟件工程中擔綱主角，其種種設計方法其實與我們通常見到的設計模式本質是相同的。例如nginx這個純C語言寫就的的高性能WEB服務器，就有許多地方使用到了市面書籍提到的設計模式。下面通過nginx源碼來看看C語言是怎么做的。當然，UML圖都是我根據代碼意圖所畫，并不準確（C語言真沒法畫UML），只用于方便理解，呵呵。

strategy模式：

該模式用于客戶代碼在“無知”狀態下，可以使用種種不同的實現。下面我們以nginx對網絡IO操作的封裝部分來看看C語言的實現吧。

設計模式就是通過封裝變化來解耦，所以，我們先要找出網絡IO操作的變化點來。nginx是跨平臺的，它會支持linux、freebsd、solaris等操作系統，而每個操作系統的網絡IO操作是不同的，這就是變化點了。

所以，nginx首先定義了ngx_os_io_t來封裝這些變化。

typedef struct {ngx_recv_pt recv;ngx_recv_chain_pt recv_chain;ngx_recv_pt udp_recv;ngx_send_pt send;ngx_send_chain_pt send_chain;ngx_uint_t flags; } ngx_os_io_t;
這里有五個函數指針（*_pt都是函數指針）和一個變量，用于收發網絡數據，我把它理解為OO中的abstract class（每個ngx_os_io_t定義的變量都會重新實現這五個函數）。

擁有函數指針的struct，我通常認為它們是OO中的abstract class，實現它們的文件（一堆函數）要對應到OO上，我則喜歡把它們當做子類來看。對于void*這樣的成員，要根據意圖來看了，通常我會轉換成聚合加繼承的關系。

ngx_io會在相應的ngx_os_specific_init方法中，來策略性的選擇到底使用哪個實現?？蛻舸a只需要簡單的調用ngx_io中的方法即可。

adapter模式：

這個模式用以適配接口，通常都是我們已經定義好一種接口了，有一個新的實現卻有著不同的接口，接下來adapter就開始發力了。下面我們仍然以nginx對網絡IO操作的封裝部分來看。

linux平臺下可能存在普通的IO或者異步IO方式。我們在最初已經封裝好ngx_os_io_t接口了，客戶代碼都是這么直接使用的?，F在linux實現了異步IO，而它的調用方式與普通的讀寫IO接口完全不同，所以，如果要支持aoi就需要一層adapter來適配ngx_os_io_t，這就是adapter方式了。

上圖中，ngx_os_aio適配了原生的異步IO接口，這樣，用戶代碼仍然像以前一樣，只要直接使用ngx_io中的五個接口方法，當nginx的IO部分支持linux aio后，用戶代碼不需要修改。

bridge橋模式：

橋模式用于將抽象和實現分離，各自都能獨立的變化。下面以nginx的核心概念module舉例，雖然有些牽強，因為nginx的代碼從來沒這么用過：通常都是一個抽象module context只對應著一個實現module來用，但是，畢竟這種結構下還是可以達到抽象與實現分離的目的，橋模式只好對應到這上面了。

nginx是以module的概念貫穿始終的。它有一個基本的抽象層ngx_core_module_t（從意圖上判斷，context有抽象接口的功能，雖然簡單從語法上看不出）。然后，nginx module有三個基本類型，分別是event（處理各種事件模型，如epoll/select等），http（處理各種http協議的事件），mail（處理mail相關的事件）。針對每種類型的module，都有許多個實現，比如event module就有9個實現，這里的每個實現其實也是個子類。

但是，在我們理解橋模式時，這些子類暫時要被看成是event module的實例。代碼中看，像ngx_epoll_module這樣的子類中，還是把一些通用的細節隱藏給ngx_event_core_module來做（管理這個詞更合適）了。從這個角度可以認為，通過context接口，把三個基本module實現分開了。來看看類圖：

nginx自己用時，是以ngx_module_t中的type成員來決定使用哪個實現的。目前的nginx代碼中，如果用了一種接口就一定會指定相應的type?？墒菍嶋H上，這也可以用來展示橋模式。以事件module為例來看看：

由于UML本就是針對OO語言的，所以以上我畫的類圖都比較牽強，什么是繼承？什么是聚合？在C語言中，往往都是通過幾個函數指針，或者void*指針實現各種封裝和多態。沒有什么語法上的關聯，我就只能從代碼意圖中來判斷了。而代碼意圖這個比較虛，因為不同的角度理解出來都不一樣，所以這個確實不好畫。太靈活了點，我只能從一個便于說明的角度來看，例如：上面的ngx_devpoll_module其實就是一個ngx_module_t，呵呵，但是，實際上它最關心的是ngx_event_actions_t的實現，如果完全根據語法來看，根本說不通的。但從代碼意圖中看，這些module并不關心ngx_module_t，所以我認為，它們只是在實現ngx_event_module_t了。

當然以上只是一家之言，不必當真，如果對nginx源碼有研究的話，歡迎各位拍磚。

客觀的說，C語言確實在封裝上很差，就像nginx，如果我們要開發一個處理http協議的module嵌入進nginx進程，必須了解ngx_http_module里到底做了什么，真沒隱藏啥細節，module開發者們表示很郁悶。上面的這些設計模式，只是做到了代碼上的解藕。如果nginx用C++寫的話，我相信，現在第三方module都能數以萬計了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式在C语言中的应用--读nginx源码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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