面向?qū)ο蟮囊淮髢?yōu)勢(shì)是利用封裝垮兑，使邏輯高內(nèi)聚低耦合冷尉。

首先，我將三個(gè)字段類型進(jìn)行了封裝：BCD系枪、ASC雀哨、Hex，使其實(shí)現(xiàn)Attribute接口以實(shí)現(xiàn)toBytes()方法私爷。此時(shí)業(yè)務(wù)所會(huì)用到的數(shù)據(jù)類型都和Bytes沒有了直接關(guān)系雾棺，BCD、ASC衬浑、Hex成為了實(shí)質(zhì)上的的基本類型捌浩。

同理，Token工秩、分隔符尸饺、長度這些和功能指令（業(yè)務(wù)側(cè)）沒有直接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)類型也被我抽取了出來。

此時(shí)的Message和0101已完全解耦助币，變成了只含三個(gè)字段類型的POJO類浪听。

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一層一層又一層

但是直接使用Message時(shí)還是有一些困難

• ASC對(duì)于上層業(yè)務(wù)指令來說還是太細(xì)節(jié)，而且無法很好的表達(dá)業(yè)務(wù)含義
  • 對(duì)于指令功能（Function）眉菱，他們不關(guān)心下層如何序列化我的數(shù)據(jù)迹栓，只關(guān)心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是否正確的被設(shè)置和接收
  • 對(duì)于消息數(shù)據(jù)（Message & Message Data），他們不關(guān)心上層數(shù)據(jù)有什么業(yè)務(wù)含義俭缓，也不關(guān)心下層這些數(shù)據(jù)如何被發(fā)送

多重施法克伊！ —— 就像Attribute一樣，使用Field接口將上層的業(yè)務(wù)字段進(jìn)行了隔離华坦。此后愿吹，當(dāng)你想要發(fā)起一個(gè)指令，你只需要用富含業(yè)務(wù)信息的Field組建你的數(shù)據(jù)季春，接口會(huì)幫你完成剩下所有的事洗搂。

val request = MakePaymentRequest(ID = "000001", amount = 200.00)
val response = client.send(request)
val isSuccess = response.responseCode == ResponseCode.APPROVED

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當(dāng)然還得加上串口連接的部分消返，里面會(huì)使用Blocking隊(duì)列來將異步操作同步化

各個(gè)組件通過接口Request/Response, Message, Field, Attribute進(jìn)行協(xié)作载弄，大大增加了靈活性和可擴(kuò)展性

也使用了注解耘拇、反射來統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)對(duì)象的序列化操作

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測試...

Of cause，為了避免破壞已經(jīng)構(gòu)建好的功能宇攻，測試也是開發(fā)過程中需要慎重對(duì)待的環(huán)節(jié)（前面錯(cuò)一個(gè)bit惫叛，后面讀出來的消息能跟鬼畫符一樣...）。對(duì)于協(xié)議（protocol）層來說逞刷，TDD用起來是非常爽的且高效的嘉涌，但是到了數(shù)據(jù)傳輸部分就難搞起來了。

• 串口的讀寫操作是異步的夸浅，讀操作是通過注冊(cè)監(jiān)聽器實(shí)現(xiàn)的
• 因?yàn)轭愃崎L鏈接仑最，在傳輸過程中遇到錯(cuò)誤會(huì)發(fā)送ACK/NACK的握手信息，并且會(huì)觸發(fā)重試

Option 1：構(gòu)造多線程測試環(huán)境

• 創(chuàng)建Stub Server：使用了PipedInputStream,PipedOutputStream將Client的讀寫流給包裝起來帆喇，通過另一個(gè)線程來模擬Server操作里面的數(shù)據(jù)警医，實(shí)現(xiàn)接收請(qǐng)求、返回?cái)?shù)據(jù)坯钦。

  val serverInputStream = PipedInputStream()
  val serverOutputStream = PipedOutputStream()
  val clientInputStream = PipedInputStream(serverOutputStream)  // server output -> client input
  val clientOutputStream = PipedOutputStream(serverInputStream) // client output -> server input
  val connection = StreamSerialChannel(clientInputStream, clientOutputStream)
  
  val mockServer = Thread {
      Thread.sleep(50)                                                                  // 1.  wait for client
      serverInputStream.read(ByteArray(requestLength))  // 2. read request in server side
      serverOutputStream.write(ACK.getBytes())                  // 3. send ack to client
      connection.onDataAvailable()                                          // 4. notify client - simulate comm listener
      
      serverOutputStream.write(responseBytes)                       // 5. send response to client
      connection.onDataAvailable()                                          // 6. notify client - simulate comm listener
      
      Thread.sleep(50)                                                                  // 7.  wait for client
      serverInputStream.read(ByteArray(1))                          // 8. read ack in server side
  }
  val client = Client(connection)
  ....
  

Option 2：使用Fake的外部程序

• 虛擬串口：Windows和Linux上都有現(xiàn)成的串口調(diào)試工具预皇，Win上的有界面更方便

  我使用的是Windows Virtual Serial Port Driver，因?yàn)樘摂M串口不好操作寫數(shù)據(jù)（或者是我太菜）婉刀，我創(chuàng)建了2個(gè)虛擬串口A - B吟温，將他們Pair起來；

  還是如上起2個(gè)線程突颊，這時(shí)候Client通過串口A寫入的數(shù)據(jù)鲁豪，會(huì)被正在監(jiān)聽串口B的Server捕獲；

  Server如期返回?cái)?shù)據(jù)后洋丐，Client又能夠從串口A接收到Response呈昔；

  而且所有數(shù)據(jù)操作和控制都在Test代碼里，一鍵操作還是不錯(cuò)的友绝；

• USB轉(zhuǎn)串口芯片（稍微硬核）

  從某寶網(wǎng)購一塊USB轉(zhuǎn)TTL的串口芯片堤尾，裝上驅(qū)動(dòng)就能用；

  把read和write引腳短接迁客，可以驗(yàn)證串口連接和數(shù)據(jù)傳輸是否正確郭宝；

  但是想要走通整個(gè)流程，還得控制write的數(shù)據(jù) —— write/read接上樹莓派掷漱，然后（一頓操作）就可以了粘室；

Option 3：連接測試機(jī)

• （主要是我們的測試機(jī)器到的太晚，而且還是遠(yuǎn)程調(diào)試卜范，所以才想了上面的辦法先保證基本功能沒問題）

  （不過由于前期的良好測試衔统，拿到測試機(jī)后直接run test case沒太大問題）

后記（腦補(bǔ)）

此文僅以筆者經(jīng)驗(yàn)，闡述使用面向?qū)ο笫址ǚ庋b串口協(xié)議的一種方式。

雖然分析實(shí)現(xiàn)過程以“面向?qū)ο蟆睘橹鹘蹙簦庋b舱殿、基礎(chǔ)、多態(tài)均有险掀，但都是抽象的一種手法 —— 抽象沪袭，即是編程的本質(zhì)，對(duì)問題域和解決方案域的提煉樟氢。選擇合適的角度和層級(jí)分析問題冈绊、找尋共性、得出答案埠啃，將過程抽象為模型死宣、方法論、原則碴开，最后用何種代碼十电、何種工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn)就不再是問題了。這也是架構(gòu)師的職責(zé)所在 —— 將混沌叹螟、繁雜的問題通過分析變?yōu)閺?fù)雜鹃骂、簡單的知識(shí)（Cynefin）。

雖然此處只是對(duì)串口協(xié)議做了一層封裝罢绽，但相關(guān)的分析方式畏线、分層模型一樣可以套用到其他領(lǐng)域：

• 高級(jí)語言對(duì)匯編指令的抽象封裝
• kubctl對(duì)K8S組件的抽象封裝
• 云服務(wù)對(duì)軟硬件服務(wù)的抽象抽象
• ...

Learning：在如今的云原生時(shí)代，抽象的層級(jí)又被拔高了一些良价，但軟件工程的核心理論（短期）不會(huì)改變寝殴。如何將既有的分析模式、架構(gòu)設(shè)計(jì)擴(kuò)展到云原生領(lǐng)域...