Chương 16 : Các giao diện và mẫu thông dụng

Chương này trình bày cách hiện thực các mẫu (pattern) sẽ được sử dụng thường xuyên
trong quá trình phát triển các ứng dụng Microsoft .NET Framework. Một số mẫu được
chuẩn hóa bằng các giao diện được định nghĩa trong thư viện lớp .NET Framework. Một
số khác thì ít cứng nhắc hơn, nhưng vẫn yêu cầu bạn thực hiện các cách tiếp cận cụ thể để

thiết kế và hiện thực các kiểu của bạn. Các mục trong chương này mô tả cách:
 Tạo các kiểu khả-tuần-tự-hóa để bạn có thể dễ dàng lưu trữ vào đĩa, gửi qua mạng,
hoặc truyển bằng trị qua các biên miền ứng dụng (mục 16.1).
 Cung cấp một cơ chế dùng để tạo bản sao đầy đủ và chính xác của đối tượng (mục
16.2).
 Hiện thực các kiểu sao cho dễ dàng so sánh và sắp xếp (mục 16.3).
 Hỗ trợ việc liệt kê các phần tử trong các tập hợp tùy biến (mục 16.4).
 Bảo đảm rằng một kiểu có sử dụng các tài nguyên không-được-quản-lý sẽ giải
phóng các tài nguyên đó khi không còn cần đến chúng nữa (mục 16.5).
 Hiển thị dạng chuỗi của các đối tượng biến đổi dựa trên format specifier (mục 16.6).
 Hiện thực các kiểu đối số sự kiện và ngoại lệ tùy biến (bạn sẽ thường xuyên sử dụng
chúng trong quá trình phát triển ứng dụng) (mục 16.7 và 16.8).
 Hiện thực các mẫu thiết kế thông dụng Singleton và Observer bằng các tính năng có
sẵn của C# và thư viện lớp .NET Framework (mục 16.9 và 16.10).
1.1 Hiện thực kiểu khả-tuần-tự-hóa (serializable type)
V
VBạn cần hiện thực một kiểu tùy biến khả-tuần-tự-hóa, cho phép bạn:
• Lưu trữ các thể hiện của kiểu vào kho lưu trữ (file hay cơ sở dữ liệu).
• Chuyển các thể hiện của kiểu qua mạng.
• Truyền các thể hiện của kiểu “bằng trị” qua các biên miền ứng dụng.
#

# Các lớp dẫn xuất từ một kiểu khả-tuần-tự-hóa không thừa kế đặc tính
SerializableAttribute. Để khiến cho các kiểu dẫn xuất là khả-tuần-tự-hóa, bạn
phải khai báo chúng là khả-tuần-tự-hóa bằng cách áp dụng đặc tính
SerializableAttribute.
Bạn có thể ngăn việc tuần tự hóa một trường nào đó bằng cách áp dụng đặc tính
System.NonSerializedAttribute cho trường này. Bạn nên ngăn việc tuần tự hóa đối vớ
i
các trường sau:
• Chứa các kiểu dữ liệu không-khả-tuần-tự-hóa.
• Chứa các giá trị có thể không hợp lệ khi đối tượng được giải tuần tự hóa, ví dụ: kết
nối cơ sở dữ liệu, địa chỉ bộ nhớ, ID của tiểu trình, và handle của tài nguyên không-
được-quản-lý.
• Chứa các thông tin nhạy cảm hay riêng tư, ví dụ: mật khẩu, khóa mật hóa, và các chi
ti
ết riêng về người hay tổ chức.
• Chứa các dữ liệu dễ dàng tái tạo hay thu lấy được từ các nguồn khác—đặc biệt khi
dữ liệu lớn.
Nếu ngăn việc tuần tự hóa một số trường, bạn phải hiện thực kiểu sao cho bù lại việc
những dữ liệu nào đó sẽ không hiện diện khi một đối tượng được giải tuần tự
hóa. Đáng
tiếc, bạn không thể tạo hay thu lấy các trường dữ liệu bị mất trong một phương thức khởi
dựng vì formatter không gọi phương thức khởi dựng trong quá trình giải tuần tự hóa đối
tượng. Giải pháp thông thường nhất là hiện thực mẫu “Lazy Initialization”, trong đó kiểu
của bạn sẽ tạo hay thu lấy dữ liệu ngay lần đầu tiên cần đến.
Đoạn mã dưới đây trình bày một phiên bản đã được chỉnh sửa của lớp Employee với đặc
tính NonSerializedAttribute được áp dụng cho trường address, nghĩa là formatter sẽ
không tuần tự hóa giá trị của trường này. Lớp Employee hiện thực các thuộc tính công
khai dùng để truy xuất các thành viên dữ liệu riêng, là nơi thuận tiện để hiện thực “Lazy
Initialization” cho trường address.
using System;

// Thuộc tính công khai dùng để truy xuất địa chỉ của nhân viên.
// Sử dụng "Lazy Initialization" để thiết lập địa chỉ vì
// đối tượng được-giải-tuần-tự-hóa sẽ không có giá trị địa chỉ.
public string Address {
get {
if (address == null) {
// Nạp địa chỉ từ kho lưu trữ.
}
return address;
}

set {
address = value;
}
}
}
Đối với phần lớn các kiểu tùy biến, việc sử dụng đặc tính SerializableAttribute và
NonSerializedAttribute sẽ đáp ứng đủ nhu cầu tuần tự hóa của bạn. Nếu cần kiểm soát
quá trình tuần tự hóa, bạn cần hiện thực giao diện ISerializable. Các lớp formatter sử
dụng logic khác nhau khi tuần tự hóa và giải tuần tự hóa thể hiện của các kiểu có hiện
thực ISerializable. Để hiện thực đúng ISerializable, bạ
n phải:
• Khai báo rằng kiểu của bạn có hiện thực giao diện ISerializable.
• Áp dụng đặc tính SerializableAttribute vào khai báo kiểu như vừa được mô tả;
không sử dụng NonSerializedAttribute vì nó sẽ không có tác dụng.
• Hiện thực phương thức ISerializable.GetObjectData (được sử dụng trong quá trình
tuần tự hóa), phương thức này nhận các kiểu đối số sau:
▪ System.Runtime.Serialization.SerializationInfo
▪ System.Runtime.Serialization.StreamingContext
• Hiện thực một phương thức khở

# Trong quá trình tuần tự hóa chuẩn, formatter không sử dụng khả năng của đối
tượng StreamingContext để cho biết các chi tiết về nguồn gốc, đích, và chủ
định của dữ liệu được-tuần-tự-hóa. Tuy nhiên, nếu muốn thực hiện quá trình
tuần tự hóa tùy biến, bạn có thể cấu hình đối tượng StreamingContext của
formatter trước khi bắt đầu quá trình tuần tự hóa và giải tuần tự hóa. Tham
khả
o tài liệu .NET Framework SDK để có thêm thông tin về lớp
StreamingContext.
Ví dụ dưới đây trình bày phiên bản đã được chỉnh sửa của lớp Employee, có hiện thực
giao diện ISerializable. Trong phiên bản này, lớp Employee không tuần tự hóa trường
address nếu đối tượng StreamingContext chỉ định rằng đích của dữ liệu được-tuần-tự-hóa
là file. Phương thức Main sẽ giải thích việc tuần tự hóa và giải tuần tự hóa của một
đối
tượng Employee.
using System;
using System.Runtime.Serialization;

[Serializable]
public class Employee : ISerializable {

private string name;
private int age;
private string address;

// Phương thức khởi dựng đơn giản.
public Employee(string name, int age, string address) {

this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;

public void GetObjectData(SerializationInfo inf,
StreamingContext con){

// Luôn tuần tự hóa tên và tuổi của Employee.
inf.AddValue("Name", name);
inf.AddValue("Age", age);

// Không tuần tự hóa địa chỉ của Employee nếu StreamingContext
// cho biết rằng dữ liệu được-tuần-tự-hóa sẽ được ghi ra file.
if ((con.State & StreamingContextStates.File) == 0) {

inf.AddValue("Address", address);
}
}

// Chép đè Object.ToString để trả về chuỗi mô tả Employee.
public override string ToString() {

StringBuilder str = new StringBuilder();

str.AppendFormat("Name: {0}\n\r", Name);
str.AppendFormat("Age: {0}\n\r", Age);
str.AppendFormat("Address: {0}\n\r", Address);

return str.ToString();
}

public static void Main(string[] args) {

// Tạo một đối tượng Employee mô tả Phuong.

str = File.OpenRead("phuong.bin");
bf = new BinaryFormatter();
phuong = (Employee)bf.Deserialize(str);
str.Close();
Console.WriteLine(phuong);

Console.ReadLine();
}

}
1.2 Hiện thực kiểu khả-sao-chép (cloneable type)
V
VBạn cần tạo một kiểu tùy biến cung cấp một cơ chế đơn giản để lập trình viên
tạo bản sao cho các thể hiện của kiểu.
#
#Hiện thực giao diện System.ICloneable.
Khi gán một kiểu giá trị sang một kiểu giá trị khác là bạn đã tạo một bản sao của giá trị
đó. Không có mối liên hệ nào giữa hai giá trị—một thay đổi trên giá trị này sẽ không ảnh
hưởng đến giá trị kia. Tuy nhiên, khi gán một kiểu tham chiếu sang một kiểu tham chiếu
khác (ngoại trừ chuỗi—được bộ thực thi xử lý đặc biệt), bạn không tạo một bản sao m
ới
của kiểu tham chiếu. Thay vào đó, cả hai kiểu tham chiếu đều chỉ đến cùng một đối
tượng, và những thay đổi trên giá trị của đối tượng đều được phản ánh trong cả hai tham
chiếu. Để tạo một bản sao thật của một kiểu tham chiếu, bạn phải “nhái” lại đối tượng mà

// Tạo một bản sao bằng phương thức Object.MemberwiseClone
// vì lớp Employee chỉ chứa các tham chiếu chuỗi.
public object Clone() {

return MemberwiseClone();
}
}
Nếu kiểu tùy biến của bạn có chứa các thành viên dữ liệu kiểu tham chiếu, bạn phải quyết
định xem phương thức Clone của bạn sẽ thực hiện một bản sao cạn (shallow copy) hay
một bản sao sâu (deep copy). Bản sao cạn nghĩa là bất kỳ thành viên dữ liệu kiểu tham
chiếu nào trong bản sao đều sẽ chỉ đến đối tượng giống như thành viên dữ liệu kiểu tham
chiếu tương ứng trong đối tượng gốc. Bản sao sâu nghĩa là bạn phải sao toàn bộ đồ thị
đối tượng (object graph) để các thành viên dữ liệu kiểu tham chiếu của bản sao chỉ đến
các bản sao (độc lập về mặt vật lý) của các đối tượng được tham chiếu bởi đối tượng gốc.
Dễ dàng hiện thực một bản sao cạn—sử dụng phương thức MemberwiseClone vừa được
mô tả. Tuy nhiên, một bản sao sâu thường là cái mà lập trình viên mong đợi khi lần đầu
tiên sao một đối tượng—nhưng hiếm khi là cái họ lấy. Điều này đặc biệt đúng đối vớ
i các
lớp tập hợp trong không gian tên System.Collections, tất cả đều hiện thực bản sao cạn
trong các phương thức Clone của chúng. Mặc dù sẽ có ích nếu các tập hợp này hiện thực
bản sao sâu, có hai lý do chính để các kiểu (đặc biệt là các lớp tập hợp) không hiện thực
bản sao sâu:
• Việc tạo bản sao của một đồ thị đối tượng lớn sẽ tốn nhiều bộ nhớ và th
ời gian xử
lý.
• Các tập hợp thông thường có thể chứa các đồ thị đối tượng sâu và rộng, bao gồm bất
kỳ kiểu đối tượng nào. Việc tạo một hiện thực bản sao sâu để phục vụ nhiều thứ như
thế là không khả thi vì một số đối tượng trong tập hợp có thể không phải là khả-sao-
chép, và một số khác có thể chứa các tham chiếu vòng, khiến quá trình sao chép tr
ở

public ArrayList TeamMembers = new ArrayList();

public Team() {
}

// Phương thức khởi dựng private — được phương thức Clone gọi
// để tạo một đối tượng Team mới và đổ vào ArrayList của nó
// bản sao của các đối tượng Employee từ một ArrayList có trước.
private Team(ArrayList members) {

foreach (Employee e in members) {

TeamMembers.Add(e.Clone());
}
}

// Thêm một đối tượng Employee vào Team.
public void AddMember(Employee member) {

TeamMembers.Add(member);
}

public object Clone() {

// Tạo một bản sao sâu của Team bằng cách gọi phương thức
// khởi dựng Team và truyền cho nó ArrayList chứa
// các thành viên của Team.
return new Team(this.TeamMembers);

// Lệnh này sẽ tạo một bản sao cạ