Кратко — предложенная архитектура должна давать слабую связность (loose coupling), явную точку расширения (plugin API) и лёгкие контракты для тестирования. Ниже — набор паттернов, где и зачем их применить, и какие компромиссы возникнут при масштабе (например, при ~$100$ форматах).
Основные паттерны и их роль
- Factory / Abstract Factory
- Назначение: централизованное создание парсеров (инстансирование с конфигурацией/зависимостями).
- Польза: упрощает тестирование (встраиваешь мок‑фабрики), поддерживает DI и lazy‑loading.
- Применение: фабрика возвращает интерфейс IParser для формата; Abstract Factory — для семейств форматов (стримовые vs. пакетные).
- Strategy
- Назначение: инкапсулировать разные алгоритмы парсинга для одного формата (полный parse, потоковый, lenient vs strict).
- Польза: переключение поведения без изменения клиентов, проще юнит‑тестировать отдельные стратегии.
- Adapter
- Назначение: обёртки над сторонними библиотеками/старым кодом, приводящие output к общей внутренней AST/модели.
- Польза: унификация интерфейса, независимость от конкретной реализации парсера.
- Visitor
- Назначение: реализовать операции поверх AST (валидация, трансформация, сериализация) без изменения парсеров.
- Польза: легко добавить новые операции; упрощает separation of concerns.
- Ограничение: добавление новых типов узлов требует изменения Visitors — хорош для стабильной модели AST.
- Bridge
- Назначение: отделить абстракцию (IParser API) от конкретной реализации (множество реализаций/платформ).
- Польза: снижает число подклассов при перемножении возможностей.
- Chain of Responsibility
- Назначение: попытка подобрать подходящий парсер через цепочку (например, content sniffers).
- Польза: удобно для форматов с неопределённым заголовком/сигнатурой.
- Proxy / Sandbox (process, container, WASM)
- Назначение: изоляция плагинов (безопасность, ограничение ресурсов).
- Польза: стабильность основного процесса при падении/неправильном плагине.
Вспомогательные приёмы (не паттерны, но важны)
- Plugin Registry + Manifest: регистрация версии интерфейса, возможностей (capabilities), mime‑types, приоритет.
- DI / inversion of control: для тестируемости и конфигурируемости.
- Semantic versioning и capability negotiation в API плагина.
- Контрактные (integration/contract) тесты для каждого плагина и общие property/fuzz‑тесты.
Компромиссы и проблемы при масштабе (например, при $N\approx 100$)
- Количество кода и поддержка
- Проблема: тестовое покрытие и CI растут примерно линейно с числом плагинов; число багов/регрессий растёт.
- Смягчение: шаблон SDK/генераторы кода для плагинов, общие тест‑сценарии, contract tests.
- Затраты по памяти/времени при загрузке
- Если загружать все плагины сразу — рост памяти/времени запуска порядка $O(N)$.
- Смягчение: lazy loading, on‑demand factory, кеширование инстансов, preloading по приоритету.
- Производительность и накладные расходы абстракций
- Абстракции добавляют косвенность (вызовы через интерфейсы, адаптеры), небольшая runtime‑накладная. В тяжёлых сценариях потокового парсинга это заметно.
- Смягчение: hot path оптимизировать (native parsers, zero‑copy, минимальные аллокации), профилирование; возможность bypass для performance‑critical случаев.
- Совместимость интерфейсов и версионирование
- Изменения в API плагина ломают множество реализаций.
- Смягчение: чёткая версия интерфейса, capability flags, адаптеры для старых версий, контрактные тесты.
- Повторяемость логики и дублирование
- Многие форматы имеют схожие шаги (строковый лексинг, CSV‑like), риск дублирования.
- Смягчение: выделять семейства форматов, рефакторить общие утилиты, поставлять SDK.
- Безопасность и надёжность плагинов
- Много стороннего кода повышает риск уязвимостей/падений.
- Смягчение: запуск в песочнице (WASM/proc), timeouts, разграничение прав.
- Управление зависимостями и сборки
- При $N$ плагинов сложнее CI, релизы, совместимости библиотек.
- Смягчение: монорепозиторий + автоматизация сборки/версионирования, или чёткая политика совместимости для внешних плагинов.
Рекомендации по архитектуре при больших $N$ - Определить стабильную минимальную модель данных (canonical AST) и требовать адаптацию парсеров к ней через Adapter.
- Factory + Registry для discovery и инстансирования; lazy‑load плагинов.
- Strategy для выбора режима парсинга (stream vs batch).
- Visitor для операций поверх AST (валидация/трансформация), но держать модель AST стабильной.
- Sandbox/Proxy для непроверенных плагинов и resource limits.
- Инвестировать в SDK/генераторы и contract tests, CI параллелизацию и мониторинг.
Коротко вывод: комбинируйте Factory/Registry + Adapter (унификация) + Strategy (режимы) + Visitor (оперaции) и изолируйте плагины через Proxy/Sandbox. Ожидайте рост сложности управления и накладные расходы $O(N)$ по операциям загрузки и тестированию; сокращайте их через lazy‑loading, SDK, категоризацию форматов и автоматизацию CI.