淺析Windows Mobile Sensors API庫的設計
Windows Mobile 7正在開發過程中，相比較Android和iPhone的紅火，Windows Mobile似乎還是不溫不火。這里我們要談到的是Windows Mobile Sensors API庫的設計。
背景
熱烈歡迎 simon_new88 同學加入 Mobile Sensors API - Native unified APIs for Windows Mobile Sensors 項目。為了他更快熟悉，我把GSensor的設計記錄下來。關于該項目的一些信息可以參考 Windows Mobile下的重力感應器(Gravitational Sensor)開發 和 Windows Mobile下使用CppUnitLite輸出測試結果。
簡介
本文講述Windows Mobile Sensors API庫中重力感應器部分(GSensor)的設計。講述一個統一訪問接口的Sensor庫的設計方法和一些設計模式的應用。
需求
統一訪問接口的Sensor庫（Native unified APIs for Windows Mobile Sensors）的需求：
1.統一的API訪問接口。由于為HTC和Samsung移動設備提供各自提供DLL來封裝Sensor，所以提供不一樣的訪問接口。使用Windows Mobile Sensors API庫，應用開發人員在開發客戶端(Client)代碼時不需要知道具體設備的API，只是需要調用Windows Mobile Sensors API庫的統一接口就可以得到相應的GSensor運行信息。
2.統一輸出GVector的單位。由于HTC和Samsung移動設備各自的GSensor庫輸出的GVector的單位是不一樣的，HTC輸出是-100到100的值，而Samsung又不一樣。所以Windows Mobile Sensors API庫需要把輸出值的單位進行統一。應用開發人員在開發客戶端(Client)代碼時，一套代碼可以同時支持HTC和Samsung的移動設備。
設計
總體設計
GSensor部分的總體類圖設計：
下面文章分部分講述。
GSensor設計
GSensor是一個抽象類，定義了統一的訪問接口，主要提供三個主要的接口：
1.取GVector信息接口。客戶端調用GetGVector()函數可以得到實時的GVector信息。
2.事件訂閱接口。當客戶端調用Register()訂閱GVector事件，通過Unregister()函數退訂該事件。事件的發送通過Observer模式實現，后面講到。
3.單位調整接口。客戶端可以調用Scale()來調整想要的單位。
GetGVector(),Register()和Unregister()為純虛函數。表示GSensor指定的契約(contract)，其繼承子類SamsungGSensor和HTCGSensor必須實現這些接口以厲行該契約。這兩個子類在實現這些接口時分別調用各自平臺相關的DLL來實現。
由于HTC的DLLHTCSensorSDK.dll沒有定時回調函數的實現，所以在Windows Mobile Sensors API庫實現了一個ThreadTask類來定時查詢GVector的信息。ThreadTask類封裝了Start(),Stop()和ProcessTask()函數，Start()負責產生一個線程，Stop()負責結束由Start()產生的線程，而ProcessTask()負責定期執行任務。執行任務的具體內容在Process()中定義，Process()也是純虛函數，也就是contract，由子類實現需要執行的具體任務，這里可以認為是Method Template模式的實現。HTCGSensor繼承了ThreadTask類，然后重載了Process()定時查詢GVector信息，然后通過調用GSensor的GVectorChanged()函數來通知Client。后面將講Observer模式，怎么GSensor怎么通知Client。
GSensorFactory的設計
這里使用了Simple Factory模式，客戶端只是需要調用GSensorFactory就可以取出GSensor的指針，GSensorFactory可以判斷設備類型取出SamsungGSensor或者HTCGSensor的實例。關于Simple Factory可以參考 我的實用設計模式之Simple Factory,Factory Method和Abstract Factory。
Observer的設計
從需求看，Windows Mobile Sensors API庫需要實現事件訂閱接口。當客戶端訂閱了消息時，客戶端會自動接收到GVector信息，這個功能是使用Observer模式實現的。關于Observer模式可以參考 我的實用設計模式之Observer模式。
我使用了一個開源的Observer模式實現，和經典的Observer的實現有點差異。但是目標是一致的，就是實現消息提供方和消息接收方的解耦。那個實現可以參考Experiences of Implementing the Observer Design Pattern (Part 3)。
Notifier是經典Observer模型的Abstract Subject。GSensor是Concrete Subject繼承Notifier，通過調用notify()函數來通知Observers。Listener是經典Observer模式的Abstract Observer。和經典Observer模式有點不一樣。Notifier通過Event類來通知Listener。而Listener增加了一層繼承于GSensorListener。GSensorListener根據具體通知內容而定義。這里通過C++的模板類來實現的。關于這方面的實現可以參考Template metaprogramming。
template <class interface_type> class Listener : public interface_type
SensorTesterView是Concrete Observer。需要實現GSensor_GVectorChanged()來處理通知消息。
Singleton的設計
SamsungGSensor和HTCGSensor分別設計為Singleton，因為不管有多少個消息訂閱者(Listener)都只有一個消息發送方。也就是一套系統里面只有一個SamsungGSensor或者HTCGSensor的實例。
關于Mobile Sensors API項目
這個項目還是在起步階段，當前實現了samsung的重力感應器，我把項目host到 Mobile Sensors API - Native unified APIs for Windows Mobile Sensors 了，我會持續改進，把各種sensors的實現到這個項目中。
由于我手頭上沒有HTC的機器，如果誰有興趣可以加入到項目中幫我測試HTC設備，由于加入了Unit Test，測試變得很簡單，只需要執行程序，參考測試輸出文件就可以了，不需要調試。當然這個測試過程是一個不斷迭代的過程，只是Unit Test把子過程簡單化了。
源代碼：http://mobilesensor.codeplex.com/SourceControl/ListDownloadableCommits.aspx
環境：VS2008 + WM 6 professional SDK + Samsung Windows Mobile SDK
【編輯推薦】
