设计模式专题 - 策略模式

一. 设计模式概述

1.为什么使用设计模式?

使用设计模式可以重构整体架构代码、提交代码复用性、扩展性、减少代码冗余问题。Java高级工程师必备的技能!

2.设计模式六大原则:

① 开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。

② 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

③ 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

④ 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。

⑤ 迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

为什么叫最少知道原则,就是说:一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

⑥ 合成复用原则(Composite Reuse Principle)

原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

3. 什么是策略模式?

策略模式是对算法的包装,是把使用算法的责任和算法本身分割开来,委派给不同的对象管理,最终可以解决多重if判断问题。但是必须有一个共同的抽象行为,比如都是返回一个html表单。

①.环境(Context)角色:持有一个Strategy的引用。

②.抽象策略(Strategy)角色:这是一个抽象角色,通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口

③.具体策略(ConcreteStrategy)角色:包装了相关的算法或行为,即实现类。

为什么叫做策略模式?  每个if判断都可以理解为就是一个策略。

4.策略模式优缺点

优点:算法可以自由切换(高层屏蔽算法,角色自由切换),避免使用多重条件判断(如果算法过多就会出现很多种相同的判断,很难维护),扩展性好(可自由添加取消算法 而不影响整个功能)

缺点:策略类数量增多(每一个策略类复用性很小,如果需要增加算法,就只能新增类),所有的策略类都需要对外暴露(使用的人必须了解使用策略,这个就需要其它模式来补充,比如工厂模式、代理模式)

二. 策略模式案例分析

聚合支付平台:搭建聚合支付平台的时候,这时候需要对接很多第三方支付接口,比如支付宝、微信支付、小米支付等,通过传统if代码判断的,后期的维护性非常差!

这时候可以通过策略模式解决多重if判断问题。

架构图:

1. 基于枚举+工厂方式实现策略模式

maven依赖:

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
    <!-- sprinboot web -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <version>1.16.10</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>commons-lang</groupId>
        <artifactId>commons-lang</artifactId>
        <version>2.6</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
        <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.1.1</version>
    </dependency>
    <!-- mysql 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

① 创建抽象策略(接口,共同行为)

package com.example.strategy;
public interface PayStrategy {
    // 共同算法实现骨架
    String toPay();
}

② 创建策略实现

package com.example.strategy.impl;
import com.example.strategy.PayStrategy;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class AliPayStrategy implements PayStrategy {
    public String toPay() {
        return "调用支付宝支付接口";
    }
}
package com.example.strategy.impl;
import com.example.strategy.PayStrategy;
public class WxPayStrategy implements PayStrategy {
    public String toPay() {
        return "调用微信支付接口";
    }
}

③ 定义枚举(存放每个测了测实现 - class路径)

package com.example.context;
public enum PayEnum {
    // 支付宝支付
    ALI_PAY("com.example.strategy.impl.AliPayStrategy"),
    // 微信支付
    WX_PAY("com.example.strategy.impl.WxPayStrategy");
    PayEnum(String className) {
        this.setClassName(className);
    }
    public String getClassName() {
        return className;
    }
    public void setClassName(String className) {
        this.className = className;
    }
    // class完整地址
    private String className;
}

④ 定义策略工厂

package com.example.factory;
import com.example.context.PayEnum;
import com.example.strategy.PayStrategy;
public class StrategyFactory {
    //使用策略工厂获取具体策略实现
    public static PayStrategy getPayStrategy(String strategyType) {
        try {
            // 1.获取枚举中className
            String className = PayEnum.valueOf(strategyType).getClassName();
            // 2.使用java反射技术初始化类
            return (PayStrategy) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
}

⑤ 定义上下文

package com.example.context;
import com.example.factory.StrategyFactory;
import com.example.strategy.PayStrategy;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
@Component
public class PayContext {
    public String toPay(String payCode){
        // 1.验证参数
        if(StringUtils.isEmpty(payCode)){
            return  "payCode不能为空!";
        }
        // 2.使用策略工厂获取具体的策略实现
        PayStrategy payStrategy = StrategyFactory.getPayStrategy(payCode);
        if(payStrategy==null){
            return  "没有找到具体策略的实现...";
        }
        return payStrategy.toPay();
    }
}

⑥ 编写controller进行测试

package com.example.controller;
import com.example.context.PayContext;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class PayController {
    @Autowired
    private PayContext payContext;
    @RequestMapping("/toPay")
    public String toPay(String payCode){
        return payContext.toPay(payCode);
    }
}

      

2. 基于数据库实现策略模式

枚举方式,具体的策略实现都没有交给Spring管理,所以现在想全交给Spring进行管理,弃用工厂

准备工作:如图建立一张支付渠道表,关键为channel_id和strategy_bean_id,即和上面枚举的key-value相似

    

具体实现:

① 首先需要把策略实现注入到spring容器中

  

② 此时直接弃用枚举和工厂,直接修改context上下文代码:

package com.example.context;
import com.example.dao.PaymentDao;
import com.example.model.PaymentDo;
import com.example.strategy.PayStrategy;
import com.example.utils.SpringUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
@Component
public class PayContext {
    @Autowired
    private PaymentDao paymentDao;
    public String toPay(String payCode){
        // 1.验证参数
        if(StringUtils.isEmpty(payCode)){
            return  "payCode不能为空!";
        }
        // 1.查询数据库获取具体策略实现
        PaymentDo paymentDo = paymentDao.getPaymentChannel(payCode);
        if (paymentDo == null) {
            return "没有查询到支付渠道";
        }
        System.out.println(paymentDo);
        // 获取spring注入的bean的id
        String strategyBeanId = paymentDo.getStrategyBeanId();
        if (StringUtils.isEmpty(strategyBeanId)) {
            return "数据库没有配置strategyBeanId";
        }
        PayStrategy payStrategy = SpringUtils.getBean(strategyBeanId, PayStrategy.class);
        return payStrategy.toPay();
    }
}

③ 编写yml配置

server:
  port: 8081
spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/es?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
    username: root
    password: 123456
mybatis:
  configuration:
    mapUnderscoreToCamelCase: true

测试一下,和基于枚举+工厂效果一样:

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