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工作中常用的设计模式--策略模式

lpe234

发布于 2022-11-28 07:43:57

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代码可运行

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代码可运行

一般做业务开发，不太容易有大量使用设计模式的场景。这里总结一下在业务开发中使用较为频繁的设计模式。当然语言为Java，基于Spring框架。

1 策略模式(Strategy Pattern)

一个类的行为或方法，在运行时可以根据条件的不同，有不同的策略(行为、方法)去执行。举个简单的例子：去上班，可以骑共享单车、可以选择公交车、也可以乘坐地铁。这里的乘坐什么交通工具就是针对去上班这个行为的策略(解决方案)。

策略模式一般有3个角色:

Context: 策略的上下文执行环境
Strategy: 策略的抽象
ConcreteStrategy: 策略的具体实现

这个出现的场景其实还很多。如之前做商城时遇到的登录(手机号、微信、QQ等)，及优惠券(满减券、代金券、折扣券等)。这里主要讲一下最近遇到的两种。一种是预先知道要走哪个策略，一种是需要动态计算才能确定走哪种策略。

1.1 静态(参数)策略

在做增长系统时，用户留资进线需要根据不同来源走不同的处理逻辑。而这种来源，在数据出现时就能确定。

SyncContext

/**
 * 同步上下文
 *
 */
@Data
@Builder
public class SyncContext {
    // 任务ID
    private Long taskId;
    // 任务类型 1: 自然注册; 2: 团购用户; 3: 落地页留资
    private Integer taskType;
    // 所有留资相关信息(忽略细节)
    private Object reqVO;

	// 存储执行策略名称(伪装执行结果)
    private String respVO;
}

SyncStrategy

/**
 * 同步策略
 *
 */
public interface SyncStrategy {

    /**
     * 具体策略
     * @param ctx Context
     */
    void process(SyncContext ctx);
}

OtSyncStrategy

/**
 * 自然注册
 *
 */
@Slf4j
@Service
public class OtSyncStrategy implements SyncStrategy, BeanNameAware {
    private String beanName;

    @Override
    public void process(SyncContext ctx) {
        log.info("[自然注册] {}", ctx);
        ctx.setRespVO(beanName);
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        beanName = s;
    }
}

AbSyncStrategy

/**
 * 团购用户
 *
 */
@Slf4j
@Service
public class AbSyncStrategy implements SyncStrategy, BeanNameAware {
    private String beanName;

    @Override
    public void process(SyncContext ctx) {
        log.info("[团购用户] {}", ctx);
        ctx.setRespVO(beanName);
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        beanName = s;
    }
}

DefaultSyncStrategy

/**
 * 落地页注册(Default)
 *
 */
@Slf4j
@Service
public class DefaultSyncStrategy implements SyncStrategy, BeanNameAware {
    private String beanName;

    @Override
    public void process(SyncContext ctx) {
        log.info("[落地页注册] {}", ctx);
        ctx.setRespVO(beanName);
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        beanName = s;
    }
}

至此，策略模式的三个角色已凑齐。但似乎还有一些问题，SyncContext中有taskType，但是该怎么与具体的策略匹配呢？我们可以借助Spring框架的依赖注入管理策略。

SyncStrategy

/**
 * 同步策略
 *
 */
public interface SyncStrategy {
    String OT_STRATEGY = "otStrategy";
    String AB_STRATEGY = "abStrategy";
    String DEFAULT_STRATEGY = "defaultStrategy";

    /**
     * 具体策略
     * @param ctx Context
     */
    void process(SyncContext ctx);
}

同时修改一下具体策略，指定@Service别名。将3个具体策略类修改完即可。

OtSyncStrategy

/**
 * 自然注册
 *
 */
@Slf4j
@Service(SyncStrategy.OT_STRATEGY)
public class OtSyncStrategy implements SyncStrategy, BeanNameAware {
    private String beanName;

    @Override
    public void process(SyncContext ctx) {
        log.info("[自然注册] {}", ctx);
        ctx.setRespVO(beanName);
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        beanName = s;
    }
}

此时我们似乎还需要一个整合调用的类，否则的话就要把所有策略暴露出去。一个简单工厂即可搞定。

SyncStrategyFactory

/**
 * 同步策略工厂类接口
 *
 */
public interface SyncStrategyFactory {
    Map<Integer, String> STRATEGY_MAP = Map.of(
            1, SyncStrategy.OT_STRATEGY,
            2, SyncStrategy.AB_STRATEGY,
            3, SyncStrategy.DEFAULT_STRATEGY
    );

    /**
     * 根据任务类型获取具体策略
     *
     * @param taskType 任务类型
     * @return 具体策略
     */
    SyncStrategy getStrategy(Integer taskType);

    /**
     * 执行策略  // XXX: 其实这块放这里有背单一职责的，同时也不符合Factory本意。
     *
     * @param ctx 策略上下文
     */
    void exec(SyncContext ctx);
}

SyncStrategyFactoryImpl

/**
 * 策略工厂具体实现
 *
 */
@Slf4j
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class SyncStrategyFactoryImpl implements SyncStrategyFactory {

    // 这块可以按Spring Bean别名注入
    private final Map<String, SyncStrategy> strategyMap;

    @Override
    public SyncStrategy getStrategy(Integer taskType) {
        if (!STRATEGY_MAP.containsKey(taskType) || !strategyMap.containsKey(STRATEGY_MAP.get(taskType))) {
            return null;
        }
        return strategyMap.get(STRATEGY_MAP.get(taskType));
    }

    @Override
    public void exec(SyncContext ctx) {
        Optional.of(getStrategy(ctx.getTaskType())).ifPresent(strategy -> {
            log.info("[策略执行] 查找策略 {}, ctx=>{}", strategy.getClass().getSimpleName(), ctx);
            strategy.process(ctx);
            log.info("[策略执行] 执行完成 ctx=>{}", ctx);
        });
    }
}

至此，可以很方便的在Spring环境中，通过注入SyncStrategyFactory来调用。

最后补上单测

/**
 * 策略单测
 *
 */
@Slf4j
@SpringBootTest
class SyncStrategyFactoryTest {

    @Autowired
    SyncStrategyFactory strategyFactory;

    @Test
    void testOtStrategy() {
        final SyncContext ctx = SyncContext.builder().taskType(1).build();
        strategyFactory.exec(ctx);
        Assertions.assertEquals("otStrategy", ctx.getRespVO());
    }

    @Test
    void testAbStrategy() {
        final SyncContext ctx = SyncContext.builder().taskType(2).build();
        strategyFactory.exec(ctx);
        Assertions.assertEquals("abStrategy", ctx.getRespVO());
    }

    @Test
    void testDefaultStrategy() {
        final SyncContext ctx = SyncContext.builder().taskType(3).build();
        strategyFactory.exec(ctx);
        Assertions.assertEquals("defaultStrategy", ctx.getRespVO());
    }

    @Test
    void testOtherStrategy() {
        final SyncContext ctx = SyncContext.builder().taskType(-1).build();
        strategyFactory.exec(ctx);
        Assertions.assertNull(ctx.getRespVO());
    }
}

1.2 动态(参数)策略

其实在上面的策略模式中，也可以将taskType放到具体策略中，作为一个元数据处理。在选择具体策略时，遍历所有策略实现类，当taskType与当前参数匹配时则终止遍历，由当前策略类处理。

在上述落地页注册中，向CRM同步数据时，需要校验的数据比较多。因为不同地区落地页参数各不相同，同时有些历史落地页。

这种其实可以在策略类中添加校验方法，如boolean match(StrategyContext ctx)。具体见代码

LayoutContext

/**
 * 布局上下文
 *
 */
@Data
@Builder
public class LayoutContext {
    // 落地页版本(Landing Page Version)
    private String lpv;

    // 国家地区
    private String country;
    // 渠道号
    private String channel;

    // 最终处理结果 拿到布局ID
    private String layoutId;
}

LayoutStrategy

/**
 * 布局处理策略
 *
 */
public interface LayoutStrategy {

    /**
     * 校验是否匹配该策略
     *
     * @param ctx 策略上下文
     * @return bool
     */
    boolean match(LayoutContext ctx);

    /**
     * 具体策略处理
     *
     * @param ctx 策略上下文
     */
    void process(LayoutContext ctx);
}

具体布局处理策略

/**
 * 幼儿布局
 *
 */
@Slf4j
@Order(10)
@Service
public class LayoutChildStrategy implements LayoutStrategy {
    // 幼儿特殊渠道号(优先级最高)
    private static final String CHILD_CHANNEL = "FE-XX-XX-XX";

    @Override
    public boolean match(LayoutContext ctx) {
        return Objects.nonNull(ctx) && CHILD_CHANNEL.equals(ctx.getChannel());
    }

    @Override
    public void process(LayoutContext ctx) {
        log.info("[幼儿布局] 开始处理");
        ctx.setLayoutId("111");
    }
}

/**
 * 根据LPV进行判断的策略
 */
@Slf4j
@Order(20)
@Service
public class LayoutLpvStrategy implements LayoutStrategy {
    // 需要走LPV处理逻辑的渠道号
    private static final Set<String> LPV_CHANNELS = Set.of(
            "LP-XX-XX-01", "LP-XX-XX-02", "XZ-XX-XX-01", "XZ-XX-XX-02"
    );

    @Override
    public boolean match(LayoutContext ctx) {
        return Objects.nonNull(ctx) && Objects.nonNull(ctx.getChannel()) && LPV_CHANNELS.contains(ctx.getChannel());
    }

    @Override
    public void process(LayoutContext ctx) {
        log.info("[LPV布局] 开始处理");
        ctx.setLayoutId("222");
    }
}

/**
 * 默认处理策略
 */
@Slf4j
@Order(999)
@Service
public class LayoutDefaultStrategy implements LayoutStrategy {

    @Override
    public boolean match(LayoutContext ctx) {
        // 兜底策略
        return true;
    }

    @Override
    public void process(LayoutContext ctx) {
        log.info("[默认布局] 开始处理");
        ctx.setLayoutId("999");
    }
}

最后，工厂类:

/**
 * 布局处理工厂
 *
 */
public interface LayoutProcessFactory {

    /**
     * 获取具体策略
     *
     * @param ctx 上下文
     * @return Strategy
     */
    Optional<LayoutStrategy> getStrategy(LayoutContext ctx);

    /**
     * 策略调用
     *
     * @param ctx 上下文
     */
    void exec(LayoutContext ctx);
}

/**
 * 布局处理工厂实现
 */
@Slf4j
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LayoutProcessFactoryImpl implements LayoutProcessFactory {

    // Spring会根据@Order注解顺序注入
    private final List<LayoutStrategy> strategyList;

    @Override
    public Optional<LayoutStrategy> getStrategy(LayoutContext ctx) {
        return strategyList.stream()
                .filter(s -> s.match(ctx)).findFirst();
    }

    @Override
    public void exec(LayoutContext ctx) {
        log.info("[布局处理] 尝试处理 ctx=>{}", ctx);
        getStrategy(ctx).ifPresent(s -> {
            s.process(ctx);
            log.info("[布局处理] 处理完成 ctx=>{}", ctx);
        });
    }
}

最后的最后，单测：

@SpringBootTest
class LayoutProcessFactoryTest {

    @Autowired
    private LayoutProcessFactory processFactory;

    @Test
    void testChild() throws IllegalAccessException {
        // 通过反射获取Channel
        final Field childChannel = ReflectionUtils.findField(LayoutChildStrategy.class, "CHILD_CHANNEL");
        assertNotNull(childChannel);
        childChannel.setAccessible(true);  // XXX: setAccessible 后续可能会禁止这样使用
        String childChannelStr = (String) childChannel.get(LayoutChildStrategy.class);
        // 初始化Context
        LayoutContext ctx = LayoutContext.builder().channel(childChannelStr).build();
        //
        processFactory.exec(ctx);
        assertEquals("111", ctx.getLayoutId());
    }

    @Test
    void testLpv() {
        LayoutContext ctx = LayoutContext.builder().channel("LP-XX-XX-02").build();
        processFactory.exec(ctx);
        assertEquals("222", ctx.getLayoutId());
    }

    @Test
    void testDefault() {
        final LayoutContext ctx = LayoutContext.builder().build();
        processFactory.exec(ctx);
        assertEquals("999", ctx.getLayoutId());
    }
}

2 思考

策略模式能给我们带来什么？

对业务逻辑进行了一定程度的封装，将不易变和易变逻辑进行了分离。使得后续的业务变更，仅修改相应的策略或者新增策略即可。
但再深层思考一下。之前易变和不易变逻辑修改代价可能相差不大，而使用设计模式之后，使得易变代码修改代价降低，但不易变代码修改代价则上升。所以在使用时要三思而后行。
策略模式消除了if-else吗？好像没有，只是把这个选择权向后移(或者说交给调用者)了。
策略让原本混杂在一个文件甚至是一个函数里面的代码，打散到数个文件中。如果每块逻辑只是简单的几行代码，使用策略反而会得不偿失。还不如if-else或者switch浅显易懂、一目了然。

策略模式跟其他模式有啥区别?