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【CI1303 离在线】观察者模式解耦

news 2026/5/27 2:28:59

当前项目中的紧耦合问题

通过分析代码，我发现项目中存在严重的模块间紧耦合问题，主要体现在以下几个方面：

1. 串口监听器与状态机之间的紧耦合

在 CISerialListener::HandleProtocolCallback 方法中，直接操作了状态机的标志位：

case WAKE_UP:/*如果是唤醒, 设置m_isWakeUp = true*/ 
{// ...#if (ENABLE_SELF_FSM == 1)MainHandler::getInstance().set_wakeup_flag(true);#endif m_isWakeUp = true;break;
}case VAD_START: /*如果是 VAD Start */
{// ...#if (ENABLE_SELF_FSM == 1)if(!main_handler.is_capturing()){CI_DBG_COUT << "[CISerialListener]状态非 Capturing，上传数据不处理(当前状态："<<main_handler.fsm.getCurrentState() <<std::endl;break;}#endif // ...break;
}

这种实现方式的问题：

违反单一职责原则：串口监听器本应只负责监听和解析数据，但现在还承担了控制状态机状态的责任
高耦合度：串口监听器必须知道状态机的存在及其API
难以扩展：如果将来需要添加更多的事件处理逻辑，需要不断修改串口监听器的代码
难以测试：测试串口监听器时需要模拟整个状态机环境

2. 状态机与其他模块的紧耦合

在状态机的各种状态处理函数中，直接调用了串口监听器和其他模块的方法：

// 在状态机处理函数中直接访问外部模块
if (main_handler.isWakeup) {// ...
}// 或者在通信适配器中直接访问串口监听器
bool clsCommunicator::isWakeUp() {return cias::CISerialListener::isWakeUp();
}

使用观察者模式解耦的好处

1. 降低模块间的依赖关系

通过引入观察者模式，各个模块只需要关注自己的职责，而不需要知道其他模块的具体实现：

// 串口监听器只需要发出事件
EventManager::getInstance().notify(EventType::WAKE_UP, eventData);// 状态机只需要订阅感兴趣的事件
EventManager::getInstance().subscribe(EventType::WAKE_UP, this);

2. 提高代码的可维护性和可扩展性

当需要添加新的事件处理逻辑时，只需要添加新的观察者，而不需要修改现有代码。

3. 增强代码的可测试性

每个模块都可以独立测试，只需要模拟事件的发送和接收即可。

具体修改建议

1. 创建事件管理系统

cpp

// events/EventType.hpp
#pragma onceenum class EventType {WAKE_UP,EXIT_WAKE_UP,VAD_START,PCM_MIDDLE,PCM_FINISH,PLAY_DATA_GET,SKIP_INVALID_SPEAK,LOCAL_AUDIO_PLAY_START,LOCAL_AUDIO_PLAY_STOP,CAPTURE_DONE,STATE_CHANGED
};struct EventData {EventType type;std::any payload;std::chrono::steady_clock::time_point timestamp;EventData(EventType t) : type(t), timestamp(std::chrono::steady_clock::now()) {}
};

cpp

// events/EventObserver.hpp
#pragma once
#include "EventType.hpp"
#include <any>class EventObserver {
public:virtual ~EventObserver() = default;virtual void onEvent(const EventData& event) = 0;
};

cpp

// events/EventManager.hpp
#pragma once
#include "EventObserver.hpp"
#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <algorithm>class EventManager {
private:EventManager() = default;public:static EventManager& getInstance() {static EventManager instance;return instance;}void subscribe(EventType eventType, EventObserver* observer) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);observers_[eventType].push_back(observer);}void unsubscribe(EventType eventType, EventObserver* observer) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);auto it = observers_.find(eventType);if (it != observers_.end()) {auto& observers = it->second;observers.erase(std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer),observers.end());}}void notify(const EventData& event) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);auto it = observers_.find(event.type);if (it != observers_.end()) {for (auto* observer : it->second) {observer->onEvent(event);}}}private:std::unordered_map<EventType, std::vector<EventObserver*>> observers_;std::mutex mutex_;
};

2. 修改串口监听器

cpp

// ... existing code ...
#include "events/EventType.hpp"
#include "events/EventManager.hpp"namespace cias
{
// ... existing code ...

cpp

// ... existing code ...
void CISerialListener::HandleProtocolCallback(const cias_parse_result_t& parse_result) 
{auto cmd_type = parse_result.cmd_type;// 创建事件数据EventData eventData(cmd_type);eventData.payload = parse_result;/**
     * @detail:根据命令类型，执行不同的操作
     */switch(cmd_type){case WAKE_UP:{CI_DBG_COUT << "[SerialListener]收到唤醒命令，设置PCM状态为 RCV_PCM_WAKEUP" <<std::endl;if (!pcm_processor_) {pcm_processor_ = std::make_shared<PcmDataCaptator>(mic_audio_fifo_);}pcm_processor_->set_audio_state(cias::RCV_PCM_WAKEUP);// 发布事件而不是直接操作状态机m_isWakeUp = true;EventManager::getInstance().notify(EventData(EventType::WAKE_UP));break;}case VAD_START:{CI_DBG_COUT << "[SerialListener]收到VAD开始命令，准备接收PCM数据" <<std::endl;if (!pcm_processor_) {pcm_processor_ = std::make_shared<PcmDataCaptator>(mic_audio_fifo_);}pcm_processor_->set_audio_state(cias::RCV_PCM_START);#if (ENABLE_SELF_PIPE == 1)#if (PCM_CAPTATOR_THREAD_VERSION_ == PCM_CAPTATOR_THREAD_VERSION_)pcm_processor_->start_processing_thread();#elsepcm_processor_->notify_start_processing();#endif#endif // 发布事件EventManager::getInstance().notify(EventData(EventType::VAD_START));break;}case PCM_FINISH:{if (pcm_processor_) {pcm_processor_->set_audio_state(cias::RCV_PCM_FINISH);pcm_processor_->set_pcm_end(true);#if (ENABLE_SELF_PIPE == 1)#if (PCM_CAPTATOR_THREAD_VERSION_ == PCM_CAPTATOR_THREAD_VERSION_)pcm_processor_->stop_processing_thread();#elsepcm_processor_->stop_processing();#endif#endif}// 发布事件EventManager::getInstance().notify(EventData(EventType::PCM_FINISH));break;}// ... 其他case类似处理 ...default:pcm_processor_->set_audio_state(cias::RCV_PCM_IDLE);break;}
}
// ... existing code ...

3. 修改状态机使其成为事件观察者

cpp

// ... existing code ...
#include "events/EventObserver.hpp"
#include "events/EventManager.hpp"class MainHandler : public EventObserver {
private:MainHandler() {// 订阅感兴趣的事件EventManager::getInstance().subscribe(EventType::WAKE_UP, this);EventManager::getInstance().subscribe(EventType::VAD_START, this);EventManager::getInstance().subscribe(EventType::PCM_FINISH, this);// ... 订阅其他事件 ...}public:// 实现EventObserver接口void onEvent(const EventData& event) override {switch(event.type) {case EventType::WAKE_UP:isWakeup = true;break;case EventType::VAD_START:// 可以添加额外的处理逻辑break;case EventType::PCM_FINISH:isCapturedDone = true;break;// ... 处理其他事件 ...}}// ... existing code ...
};

4. 修改通信适配器

cpp

// ... existing code ...
#include "events/EventObserver.hpp"
#include "events/EventManager.hpp"class clsCommunicator : public clsThread, public EventObserver {
public:clsCommunicator(std::shared_ptr<cias::PcmDataCaptator> vcmAudioIn, MP3SerialSender &vcmSender):pAudioIn(vcmAudioIn),m_vcmSender(vcmSender){   // 订阅事件EventManager::getInstance().subscribe(EventType::WAKE_UP, this);EventManager::getInstance().subscribe(EventType::PCM_FINISH, this);}// 实现EventObserver接口void onEvent(const EventData& event) override {switch(event.type) {case EventType::WAKE_UP:// 处理唤醒事件break;case EventType::PCM_FINISH:// 处理PCM完成事件break;}}// ... existing code ...
};