一篇搞懂策略模式的實戰應用

1、前言

  在上一篇咱們學習了工廠模式的應用，這一篇咱們會接着學習策略模式在實際項目當中的應用。

  首先，在講策略模式以前，咱們看一下平常生活中關於大型超市的會員策略：
  商場每每根據不一樣的客戶制定不一樣的商品報價策略，好比針對普通會員用戶打9折扣，針對VIP會員打8折，針對超級會員用戶打5折...

  如今咱們要作一個報價管理的模塊，簡要點就是要針對不一樣的會員客戶，提供不一樣的折扣報價。

  咱們通常的代碼多是這樣子的：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;

import java.math.BigDecimal;

public class MemberManagement {

	public BigDecimal calculatePrice(String customType){
        if ("普通會員用戶".equals(customType)) {
            System.out.println("抱歉！普通會員用戶打9折！");
            return new BigDecimal("90");
        }else if ("VIP會員".equals(customType)) {
            System.out.println("恭喜你！VIP會員打8折！");
            return new BigDecimal("80");
        }else if("超級會員用戶".equals(customType)){
            System.out.println("恭喜你！超級會員用戶打5折！");
            return new BigDecimal("50");
        }
        //普通用戶都是原價
        return new BigDecimal("100");
    }

}

複製代碼

通過測試，上面的代碼工做的很好，但是上面的代碼是有問題的。上面存在的問題：把不一樣客戶的報價的算法都放在了同一個方法裏面，使得該方法非常龐大(如今是隻是一個演示，因此看起來還不是很臃腫)。

若是後面繼續對其進行優化，多是會將每種會員提取出來，做爲一種單獨的算法，可是這樣會違反咱們的開閉原則。

開閉原則：

1.對於擴展是開放的（Open for extension）。這意味着模塊的行爲是能夠擴展的。當應用的需求改變時，咱們能夠對模塊進行擴展，使其具備知足那些改變的新行爲。也就是說，咱們能夠改變模塊的功能。

2.對於修改是關閉的（Closed for modification）。對模塊行爲進行擴展時，沒必要改動模塊的源代碼或者二進制代碼。

那有沒有什麼辦法使得咱們的報價管理便可擴展、可維護，又能夠方便的響應變化呢？固然有解決方案啦，就是咱們下面要講的策略模式。

2、初步瞭解策略模式

2.1 定義

  策略模式定義了一系列的算法，並將每個算法封裝起來，使每一個算法能夠相互替代，使算法自己和使用算法的客戶端分割開來，相互獨立。

2.2 結構

1.策略接口角色IStrategy:用來約束一系列具體的策略算法，策略上下文角色StrategyContext使用此策略接口來調用具體的策略所實現的算法。

2.具體策略實現角色ConcreteStrategy:具體的策略實現，即具體的算法實現。

3.策略上下文角色StrategyContext:策略上下文，負責和具體的策略實現交互，一般策略上下文對象會持有一個真正的策略實現對象，策略上下文還可讓具體的策略實現從其中獲取相關數據，回調策略上下文對象的方法。

2.3 使用策略模式重寫報價管理模塊

  這裏實現，咱們是經過spring註解的方式，將咱們策略的實現類注入到map裏面，項目啓動時，會自動將IStrategy的實現類注入到策略上下文StrategyContext，具體實現以下：

公共報價策略接口：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;

import java.math.BigDecimal;

public interface IStrategy {

	/** * 計算價格 * @return */
	public BigDecimal calculatePrice();
}

複製代碼

普通會員用戶報價策略實現：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;

import java.math.BigDecimal;

import org.springframework.stereotype.Component;
@Component("GeneralMember")
public class GeneralMember implements IStrategy{

	@Override
	public BigDecimal calculatePrice() {
		return new BigDecimal("90");
	}

}
複製代碼

VIP會員用戶策略實現：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;

import java.math.BigDecimal;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component("VipMember")
public class VipMember implements IStrategy{

	@Override
	public BigDecimal calculatePrice() {
		return new BigDecimal("80");
	}

}
複製代碼

超級會員用戶策略實現：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;

import java.math.BigDecimal;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component("SuperMember")
public class SuperMember implements IStrategy{

	@Override
	public BigDecimal calculatePrice() {
		return new BigDecimal("50");
	}

}
複製代碼

策略報價上下文：

package com.MyMineBug.demoRun.strategy;
/** * 策略管理器 * @author 18360 * */

import java.math.BigDecimal;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;

@Component
public class StrategyContext {
	
	private final Map<String, IStrategy> strategyMap = new ConcurrentHashMap<String, IStrategy>();
	
	/** * 注入全部實現了IStrategy接口的Bean * @param strategyMap */
	@Autowired
	public void StrategyInterface(Map<String, IStrategy> strategyMap) {
		this.strategyMap.clear();
		strategyMap.forEach((k, v)-> this.strategyMap.put(k, v));
	}
	
    /** * 計算價格 * @param memberLevel 會員等級 * @return 價格 */
    public BigDecimal calculatePrice(String memberLevel) {
    	if(!StringUtils.isEmpty(memberLevel)){
    		return strategyMap.get(memberLevel).calculatePrice();
    	}
		return null;
    }
}

複製代碼

因爲是spring boot項目，因此咱們能夠在controller層模擬外部不一樣的會員用戶的報價，代碼以下：

package com.MyMineBug.demoRun.controller;

import java.math.BigDecimal;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import com.MyMineBug.demoRun.strategy.StrategyContext;

@RestController
@RequestMapping
public class StrategyController {

	@Autowired
	private StrategyContext strategyContext;

	@RequestMapping("/calculatePrice")
	public BigDecimal calculatePrice(@RequestParam("memberLevel") String memberLevel) {
		return strategyContext.calculatePrice(memberLevel);
	}
	
	@RequestMapping("/whello")
	public String hello() {
		return "hello run"; 
	}

}

複製代碼

若是啓動spring boot項目報錯，須要在啓動入口加上掃描註解：@ComponentScan(basePackages = {"com.MyMineBug.demoRun"})

啓動服務後，在界面輸入http://localhost:8080/calculatePrice?memberLevel=GeneralMember

輸出：

3、深刻理解策略模式

3.1 策略模式的做用

  就是把具體的算法實現從業務邏輯中剝離出來，成爲一系列獨立算法類，使得它們能夠相互替換。

3.2 策略模式的着重點

  不須要去管如何來實現算法，而是管如何組織和調用這些算法，從而讓咱們的程序結構更加的靈活、可擴展。

  咱們前面的第一個報價管理的示例，發現每一個策略算法實現對應的都是在MemberManagement中calculatePrice方法中的if else語句裏面，咱們知道if else if語句裏面的代碼在執行的可能性方面能夠說是平等的，你要麼執行if,要麼執行else,要麼執行else if。
  策略模式就是把各個平等的具體實現進行抽象、封裝成爲獨立的算法類，而後經過上下文和具體的算法類來進行交互。各個策略算法都是平等的，地位是同樣的，正是因爲各個算法的平等性，因此它們纔是能夠相互替換的。雖然咱們能夠動態的切換各個策略，可是同一時刻只能使用一個策略。

4、策略模式在JDK中的運用

  在多線程編程中，咱們常用線程池來管理線程，以減緩線程頻繁的建立和銷燬帶來的資源的浪費，在建立線程池的時候，常用一個工廠類來建立線程池Executors,實際上Executors的內部使用的是類ThreadPoolExecutor。它有一個最終的構造函數以下：

corePoolSize：線程池中的核心線程數量，即便這些線程沒有任務幹，也不會將其銷燬。

maximumPoolSize：線程池中的最多可以建立的線程數量。

keepAliveTime：當線程池中的線程數量大於corePoolSize時，多餘的線程等待新任務的最長時間。

unit：keepAliveTime的時間單位。

workQueue：在線程池中的線程尚未還得及執行任務以前，保存任務的隊列（當線程池中的線程都有任務在執行的時候，仍然有任務不斷的提交過來，這些任務保存在workQueue隊列中）。

threadFactory：建立線程池中線程的工廠。

handler：當線程池中沒有多餘的線程來執行任務，而且保存任務的多列也滿了（指的是有界隊列），對仍在提交給線程池的任務的處理策略。

RejectedExecutionHandler 是一個策略接口，用在當線程池中沒有多餘的線程來執行任務，而且保存任務的多列也滿了（指的是有界隊列），對仍在提交給線程池的任務的處理策略。

公共策略接口：

這個策略接口有四個實現類：

AbortPolicy：該策略是直接將提交的任務拋棄掉，並拋出RejectedExecutionException異常。

DiscardPolicy:該策略也是將任務拋棄掉（對於提交的任務無論不問，什麼也不作），不過並不拋出異常。

DiscardOldestPolicy:該策略是當執行器未關閉時，從任務隊列workQueue中取出第一個任務，並拋棄這第一個任務，進而有空間存儲剛剛提交的任務。使用該策略要特別當心，由於它會直接拋棄以前的任務。

CallerRunsPolicy:該策略並無拋棄任何的任務，因爲線程池中已經沒有了多餘的線程來分配該任務，該策略是在當前線程（調用者線程）中直接執行該任務。

類ThreadPoolExecutor中持有一個RejectedExecutionHandler接口的引用，以便在構造函數中能夠由外部客戶端本身制定具體的策略並注入。下面看一下其類圖：

5、總結

策略模式的優勢：

  1.策略模式的功能就是經過抽象、封裝來定義一系列的算法，使得這些算法能夠相互替換，因此爲這些算法定義一個公共的接口，以約束這些算法的功能實現。若是這些算法具備公共的功能，能夠將接口變爲抽象類，將公共功能放到抽象父類裏面。

  2.策略模式的一系列算法是能夠相互替換的、是平等的，寫在一塊兒就是if-else組織結構，若是算法實現裏又有條件語句，就構成了多重條件語句，能夠用策略模式，避免這樣的多重條件語句。

  3.擴展性更好：在策略模式中擴展策略實現很是的容易，只要新增一個策略實現類，而後在使用策略實現的地方，使用這個新的策略實現就行了。

策略模式的缺點：

  1.客戶端必須瞭解全部的策略，清楚它們的不一樣： 若是由客戶端來決定使用何種算法，那客戶端必須知道全部的策略，清楚各個策略的功能和不一樣，這樣才能作出正確的選擇，可是這暴露了策略的具體實現。

  2.增長了對象的數量： 因爲策略模式將每一個具體的算法都單獨封裝爲一個策略類，若是可選的策略有不少的話，那對象的數量也會不少。

  3.只適合偏平的算法結構：因爲策略模式的各個策略實現是平等的關係（可相互替換），實際上就構成了一個扁平的算法結構。即一個策略接口下面有多個平等的策略實現（多個策略實現是兄弟關係），而且運行時只能有一個算法被使用。這就限制了算法的使用層級，且不能被嵌套。

  策略模式的本質：分離算法，選擇實現。

  若是以爲還不錯，請點個贊！！！

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