架构、框架、设计模式、库概念理解

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## 1. 框架

**定义概述：**框架是一套完整的、定义好的结构和规范。它为你搭建好了程序的“骨架”，规定了程序该如何组织、各个部分该如何交互。

**定义：**框架(Framework)是一套可复用的代码和设计，用于实现某一类功能或解决某一类问题，但规定了定义程序如何运行和构建的规范、使用什么架构以及可以使用代码的条件。通过这样做，它强调了程序员应遵守的结构或标准。框架提供了通用的架构，开发者可以在其上进行定制以构建特定的应用程序。比如Spring框架用于构建Java企业应用

**你与它的关系：**“框架调用你”（这就是著名的 “控制反转” ）。你把自己的代码“插入”或“填充”到框架预留好的位置。

**通俗说法：**就像是一个完整的“预制房屋建造套件”。这套件已经为你准备好了主梁结构、墙板标准件、预设的水电管线通道。你需要做的是：在这个给定的结构中，填充具体的墙体、选择灯具、贴什么样的壁纸。

**关键：**框架控制整体流程和架构，你按照它的规则在特定位置“填空”或“配置”你的代码。

### 1.1. 框架的特点

提供了一站式解决方案、控制权在框架手中、你需要在它的约束下工作，但它能帮你处理很多底层和通用问题。

+ 框架是代码的重用
+ 框架可以包含多种设计模式，框架通常是针对某一类应用或领域设计，提供了该领域通用的架构和组件
+ 框架是一套完整的解决方案，对项目侵入性比较大，项目要变更框架，需要对项目进行重构

### 1.2. 常见的框架

#### 1.2.1. Java

Spring框架针对企业级Java应用，提供了依赖注入、数据访问模板等功能、事务管理等企业应用相关的功能

#### 1.2.2. .NET

+ ASP.NET框架：用于构建web应用程序和服务，包括WebForms、MVC、WebAPI等。

+ Windows Presentation Foundation(WPF)：用于构建Windows桌面应用程序。

+ Windows Communication Foundation(WCF)：用于构建服务导向架构的应用。

+ Entity Framework(EF)：用于快速开发基于数据库的应用程序。

+ Unity：一个轻量级的依赖注入容器框架。

+ Xamarin：用于跨平台移动应用开发。

+ ML.NET：用于在.NET应用中添加机器学习能力。

+ SignalR：用于在客户端和服务器之间建立实时通信。

+ Orleans：提供虚拟Actor模型来实现高度可拓展的应用。

+ .NET Core：用于跨平台部署的轻量级模块化框架。

+ ASP.NET Core：新一代开源跨平台的高性能WEB框架。

#### 1.2.3. Python

+ Django框架针对web应用，内置了ORM、模板系统、管理后台等web开发常用的组件

+ TensorFlow框架针对机器学习应用，提供了神经网络构建、模型训练、运算优化等机器学习相关的模块

## 2. 架构

**定义：**架构(Architecture)是软件整体的结构设计，它定义了软件的主要组成部分和这些部分之间的关系。架构主要考虑非功能性需求，如性能、可扩展性、安全性等

**作用：**架构是介于框架和设计模式之间，部分代码重用，部分设计模式重用，它是结合和应用了框架和设计模式，架构中可以有多个框架也可以有多种设计模式

### 2.1. 常用的架构

+ MVC架构：MVC架构将软件分为模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)三个主要组成部分，它们之间通过 interfaces 进行交互。

> MVC 是一种编程思想，但它不是设计模式

## 3. 设计模式

**定义：**设计模式(Design Pattern)是可复用的解决某一特定问题的设计方案，设计模式关注的是单个组件或模块的设计和实现，通常用于解决具体的编程问题。设计模式不是代码，而是软件设计中常见问题的抽象描述和概括的解决方案思路。如工厂模式、单例模式等

### 3.1. 设计模式的特点

+ 设计模式是设计的重用

+ 设计模式比框架更加的抽象，它是解决问题的方案描述，它适用于各个领域

### 3.2. 常见的设计模式

+ 工厂模式：工厂模式将实例化对象的过程封装在工厂类中，通过工厂类创建对象，而不是直接new一个对象。这可以降低对象之间的耦合。

## 4. 库

**定义：**库(Library)是一组可复用的函数或类，提供了特定功能，可以被引入项目中使用。库通常针对某一领域或功能提供了现成的实现代码，以便开发者直接使用。比如Java中的Math库

**你与它的关系：**“你调用库”。你是程序的主人，负责主流程。当你需要一个功能时，你去库里面找现成的来用。

**特点：**库或者叫插件、SDK，它是提供了某一个小功能，对项目的入侵性较小，如果库不能满足需求可以较轻松的切换其它的库来进行替换，比如从jquery切换到Zepto，从EJS切换到art-template

**例如：**Java中的java.util.HashMap是一个哈希表的实现，提供了put、get等方法来存储和访问键值对。开发者可以直接使用这个库，而不需要自己实现哈希表。

## 5. 框架、架构、设计模式、库总结

+ 架构从高层设计软件结构，框架提供通用套路代码，设计模式提供通用设计思想，库给出具体实现代码。
+ 架构关注整体结构、框架提供通用架构，需要定制、设计模式是概括的解决思路、库提供现成的实现代码。架构是宏观结构设计，框架和库是微观的组成代码，设计模式是二者之间的连接纽带

## 6. 库与框架的区别