C++适配器模式在遗留系统集成中的实践案例-源码库

C++适配器模式在遗留系统集成中的实践案例：让老系统焕发新生

作为一名在金融行业摸爬滚打多年的C++工程师，我经常面临这样的挑战：如何让那些运行了十几年、甚至二十年的遗留系统与现代技术栈和平共处？就在上个月，我们团队就遇到了一个典型的集成难题——需要将公司核心的股票交易系统（用古老的C++98编写）与全新的风险控制微服务（基于现代C++17）进行对接。经过多方评估，我们最终选择了适配器模式这个经典解决方案，今天就来分享这段实战经历。

问题背景：新旧系统的鸿沟

我们的遗留交易系统可以追溯到2005年，代码中充满了原始指针、C风格字符串和大量的全局变量。而新的风控服务则采用了现代C++的最佳实践：智能指针、STL容器和面向对象设计。两个系统在接口设计上存在巨大差异：

// 遗留系统接口 - 充满C风格的味道
class LegacyTradeSystem {
public:
    // 使用char*和原始指针
    int execute_trade(char* stock_code, double price, int quantity, 
                     TradeResult* result);
    
    // 错误处理通过返回值
    int get_market_data(const char* stock_code, MarketData* data);
    
    // 资源需要手动管理
    void release_trade_result(TradeResult* result);
};

相比之下，新系统的接口完全是现代风格：

// 新风控系统接口
class ModernRiskService {
public:
    // 使用现代C++类型
    std::future assess_risk(
        const std::string& stock_code, 
        double price, 
        int quantity);
    
    // 异常处理
    MarketData get_realtime_data(const std::string& stock_code);
};

看到这里，你可能已经感受到了问题的严重性。直接集成？那简直就是灾难！

适配器模式的设计思路

经过团队讨论，我们决定采用适配器模式来桥接这两个系统。核心思想是创建一个中间层，将遗留系统的接口”翻译”成新系统能够理解的形式。我们设计了两种适配器方案：

// 类适配器 - 通过继承实现
class TradeAdapterInheritance : public ModernRiskService, 
                               private LegacyTradeSystem {
public:
    std::future assess_risk(
        const std::string& stock_code, 
        double price, 
        int quantity) override {
        
        // 转换参数类型
        char legacy_code[32];
        strncpy(legacy_code, stock_code.c_str(), sizeof(legacy_code)-1);
        
        TradeResult legacy_result;
        int ret = execute_trade(legacy_code, price, quantity, &legacy_result);
        
        // 转换结果和错误处理
        if (ret != 0) {
            throw TradeException("Legacy system error: " + std::to_string(ret));
        }
        
        return convert_to_risk_assessment(legacy_result);
    }
    
private:
    RiskAssessment convert_to_risk_assessment(const TradeResult& legacy);
};

在实际编码过程中，我们发现类适配器虽然简洁，但多重继承在某些场景下会带来复杂性。于是我们又实现了对象适配器版本：

// 对象适配器 - 通过组合实现
class TradeAdapterComposition : public ModernRiskService {
public:
    TradeAdapterComposition(std::unique_ptr legacy_system)
        : legacy_system_(std::move(legacy_system)) {}
    
    std::future assess_risk(
        const std::string& stock_code, 
        double price, 
        int quantity) override {
        
        // 资源自动管理
        auto legacy_result = std::make_unique();
        
        // 调用遗留系统
        int ret = legacy_system_->execute_trade(
            convert_to_cstring(stock_code), 
            price, quantity, 
            legacy_result.get());
            
        if (ret != 0) {
            throw TradeException("Trade execution failed");
        }
        
        // 异步返回结果
        return std::async(std::launch::async, [this, result = std::move(legacy_result)] {
            return convert_to_risk_assessment(*result);
        });
    }
    
private:
    std::unique_ptr legacy_system_;
    char* convert_to_cstring(const std::string& str);
    RiskAssessment convert_to_risk_assessment(const TradeResult& legacy);
};

实战中的坑与解决方案

在实现过程中，我们遇到了几个意想不到的问题，这里分享给大家：

内存管理陷阱： 遗留系统大量使用malloc/free，而新系统使用智能指针。我们最初直接混用，结果导致了双重释放。解决方案是创建资源包装器：

class LegacyResourceWrapper {
public:
    template
    class AutoRelease {
    public:
        AutoRelease(T* ptr, void(*deleter)(T*)) : ptr_(ptr), deleter_(deleter) {}
        ~AutoRelease() { if(ptr_) deleter_(ptr_); }
        T* get() const { return ptr_; }
        
    private:
        T* ptr_;
        void(*deleter_)(T*);
    };
};

线程安全问题： 遗留系统不是线程安全的，而新系统需要在多线程环境下运行。我们通过为每个适配器实例添加互斥锁来解决：

class ThreadSafeAdapter : public ModernRiskService {
public:
    std::future assess_risk(...) override {
        std::lock_guard lock(mutex_);
        // 实际调用逻辑
        return ...;
    }
    
private:
    std::mutex mutex_;
    std::unique_ptr legacy_system_;
};

性能优化技巧

在初步实现后，我们发现性能比预期低了30%。通过性能分析，发现主要瓶颈在字符串转换和内存分配上。以下是我们的优化方案：

// 优化版本 - 减少内存分配
class OptimizedTradeAdapter : public ModernRiskService {
public:
    OptimizedTradeAdapter() {
        // 预分配缓冲区
        stock_code_buffer_.resize(64);
    }
    
    std::future assess_risk(...) override {
        // 重用缓冲区，避免重复分配
        std::strncpy(stock_code_buffer_.data(), stock_code.c_str(), 
                    stock_code_buffer_.size()-1);
        
        // 批量操作减少系统调用
        return batch_operations(stock_code_buffer_.data(), price, quantity);
    }
    
private:
    std::vector stock_code_buffer_;
};

测试策略与部署

为了保证适配器的可靠性，我们设计了分层测试策略：

// 单元测试示例
TEST_F(TradeAdapterTest, BasicFunctionality) {
    auto adapter = std::make_unique(
        std::make_unique());
    
    auto future = adapter->assess_risk("AAPL", 150.0, 100);
    auto result = future.get();
    
    EXPECT_EQ(result.status, RiskStatus::APPROVED);
    EXPECT_GT(result.confidence, 0.8);
}

// 集成测试
TEST_F(IntegrationTest, EndToEndWorkflow) {
    // 使用真实的遗留系统实例
    auto legacy_system = create_legacy_system_connection();
    auto adapter = create_production_adapter(std::move(legacy_system));
    
    // 执行完整业务流程
    test_complete_trade_workflow(adapter.get());
}

部署时，我们采用了渐进式策略：首先在测试环境运行双系统并行，然后逐步将流量切换到新系统，确保万无一失。