设计模式简介

将设计者的思维融入大家的学习和工作中，更高层次的思考！
• 创建型模式：
– 单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。

• 结构型模式：
– 适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

• 行为型模式：
– 模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。

本次文章介绍的是策略模式。

策略模式的简介

策略设计模式是一种行为型设计模式，它允许在运行时根据不同的情况选择算法或策略。
这种模式提供了一种灵活的方法来改变算法或策略，而无需修改代码。

定义一系列算法，封装每个算法，并使他们可以互换，不同的策略可以让算法独立于使用它们的客户而变化。以上定义来自设计模式之美

这个模式主要由三个角色组成：Context（上下文）、Strategy（策略）和 ConcreteStrategy（具体策略）。

Context（上下文）：它是包含了一个Strategy接口的引用，用来调用具体策略的方法。上下文可以根据需要改变策略。
Strategy（策略）：它是一个接口，定义了一个算法族，这些算法可以相互替换。具体策略可以实现这个接口，这样就可以提供不同的实现方式。
ConcreteStrategy（具体策略）：它是具体的策略实现，实现了策略接口中定义的方法。每个具体策略都实现了一种算法。

普通写法案例

假设有一个在线支付系统，支持多种支付方式，如支付宝、微信支付、银联支付等。为了方便用户选择支付方式，系统提供了一个支付方式选择页面，用户可以在该页面选择一种支付方式并进行支付。

为了实现这个功能，可以采用策略设计模式。具体实现过程如下：
1、定义支付策略接口

/*** 策略接口（对扩展开放）*/
public interface PaymentStrategy {// 支付void pay(double amount);// 或者其他业务...
}

2、定义支付方式的具体实现类，如支付宝、微信支付和银联支付

/*** 支付宝支付策略*/
public class AliPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用支付宝支付接口// ...System.out.println("使用支付宝支付：" + amount + "元");}
}
/*** 微信支付策略*/
public class WeChatPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用微信支付接口// ...System.out.println("使用微信支付：" + amount + "元");}
}
/*** 银联卡支付策略*/
public class UnionPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用银联支付接口// ...System.out.println("使用银联支付：" + amount + "元");}
}

3、接下来定义策略上下文

/*** 支付方式上下文*/
public class PaymentStrategyContext {/*** 策略集合*/private Map<String, PaymentStrategy> paymentStrategyMap = new HashMap<>();/*** 通过无参构造将支付所有策略进行注入*/public PaymentStrategyContext() {paymentStrategyMap.put("zfb", new AliPayStrategy());paymentStrategyMap.put("wx", new WeChatPayStrategy());paymentStrategyMap.put("ylk", new UnionPayStrategy());}/*** 返回实际处理对象* @param strategy 支付方式* @return 实际处理对象*/public PaymentStrategy getStrategy(String strategy){return paymentStrategyMap.get(strategy);}}

4、使用策略

public class TestPay {public static void main(String[] args) {// 创建支付策略上下文对象PaymentStrategyContext paymentPage = new PaymentStrategyContext();// 获取支付宝支付策略PaymentStrategy zfbPaymentStrategy = paymentPage.getStrategy("zfb");// 用户进行支付zfbPaymentStrategy.pay(100.0);}
}
// 输出：使用支付宝支付：100.0元

在这里插入图片描述

基于注解式改造的案例

我们还是以上面的支付案例来进行改造，通过@Component和@Autowired注解，实现我们项目中经典使用方式。

1、定义支付策略接口

/*** 策略接口（对扩展开放）*/
public interface PaymentStrategy {// 支付void pay(double amount);// 或者其他业务...
}

2、定义支付方式的具体实现类，如支付宝、微信支付和银联支付

/*** 支付宝支付策略*/
@Component("payStrategy" + "zfb")
public class AliPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用支付宝支付接口// ...System.out.println("使用支付宝支付：" + amount + "元");}
}

/*** 微信支付策略*/
@Component("payStrategy" + "wx")
public class WeChatPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用微信支付接口// ...System.out.println("使用微信支付：" + amount + "元");}
}

/*** 银联卡支付策略*/
@Component("payStrategy" + "ylk")
public class UnionPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(double amount) {// 调用银联支付接口// ...System.out.println("使用银联支付：" + amount + "元");}
}

3、接下来定义策略上下文改造

/*** 支付方式上下文*/
@Component
public class PaymentStrategyContext {/*** 策略集合* 灵魂所在，注入实例名及对应实例* 实例名：即component指定名称，默认为类名首字母小写名称*/@Autowiredprivate Map<String, PaymentStrategy> paymentStrategyMap = new ConcurrentHashMap<>();/*** 初始化* @param paymentStrategyMap*/public PaymentStrategyContext(Map<String, PaymentStrategy> paymentStrategyMap) {this.paymentStrategyMap.clear();paymentStrategyMap.forEach(this.paymentStrategyMap::put);}/*** 返回实际处理对象* @param strategy 支付方式* @return 实际处理对象*/public PaymentStrategy getStrategy(String strategy){return paymentStrategyMap.get(strategy);}}

4、使用策略

/*** 策略设计模式Controller*/
@RestController
@RequestMapping("/api/strategy")
public class StrategyController {@Autowiredprivate PaymentStrategyContext paymentStrategyContext ;/*** 根据类型获取对应的策略*/@GetMapping("/getByType")public void testStrategy(@RequestParam("type") String type) {try {PaymentStrategy zfbPaymentStrategy = paymentStrategyContext.getStrategy("payStrategy"+type);// 用户进行支付zfbPaymentStrategy.pay(100.0);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}
}

然后访问 localhost:8080/api/strategy/getByType?type="zfb"
在这里插入图片描述
提问：那么以上的支付策略是怎么注入到上下文PaymentStrategyContext中的Map的？

首先我们可以注意到每个支付策略类上都有一个@Component("payStrategy" + "XX")

@Component是Spring框架中的注解之一，表示被注解的类是一个组件（Bean），会被Spring框架自动扫描并装配到Spring容器中。该注解通常用于标识Spring中需要进行依赖注入、AOP切面等操作的Java类。

使用@Component注解标注的类默认的Bean名称为类名的小写，例如类名为UserDao的Bean名称为userDao。使用@Component注解的类可以被其他注解所继承，如@Service、@Controller、@Repository等，这些注解都是@Component的派生注解，功能和@Component相同，只是为了更加明确地表明类的作用而设置的。
需要注意的是，@Component注解只是一个标记注解，不会对被注解的类进行额外的处理，如果需要使用其他注解实现更加具体的功能，可以使用派生注解或者组合注解的方式实现。

其次在上下文PaymentStrategyContext类中，有一个对Map自动注入的操作，这里会自动注入实例名及对应实例。
当Spring启动时，通过对上下文对象进行初始化操作时，这一步首先会对Map进行清除，然后再将名称为payStrategy开头的bean设置到Map中。

优缺点

优点

算法策略可以自由实现切换
扩展性好，加一个策略，只需要增加一个类

缺点

策略类数量多
需要维护一个策略枚举，让别人知道你当前具有哪些策略
(我上面是直接写的字符串，如果是在实际上面中是需要维护成一个枚举类)

策略模式的使用场景

Java中策略模式的应用场景非常广泛，以下是一些常见的例子：

支付方式选择：在电商平台中，用户可以选择多种支付方式，如支付宝、微信支付、银行卡支付等。这些支付方式可以看作是策略，用户选择不同的支付方式就是选择了不同的策略。
排序算法：在Java中，有多种排序算法可以选择，如快速排序、归并排序、冒泡排序等。这些排序算法也可以看作是策略，根据不同的需求选择不同的排序算法就是选择了不同的策略。
表单验证：在Web开发中，通常需要对用户输入的表单数据进行验证。不同的表单数据验证方式可以看作是策略，根据表单的不同需求选择不同的验证策略。
税收计算：在财务软件中，根据不同的国家和地区的税收政策，需要对税收计算方式进行不同的选择，这些税收计算方式也可以看作是策略。

以上这些例子都可以使用策略模式来实现，通过将策略封装成独立的类，可以让策略的实现与使用进行解耦，提高代码的可维护性和扩展性。

Spring框架中的使用场景

Spring框架中运用了策略模式的地方比较多，下面列举一些常见的场景：

验证策略（Validation Strategy）：在 Spring MVC 中，我们可以使用 @Valid 注解和 Validator 接口配合使用来进行请求参数的验证。Validator 接口中定义了一个 validate 方法，可以根据不同的策略来进行参数验证。
缓存策略（Caching Strategy）：Spring 框架中的缓存抽象，如 Cache 接口、CacheManager 接口和 CacheResolver 接口等，都使用了策略模式来支持不同的缓存策略，如 EhCache、Redis、Guava 等。
数据访问策略（Data Access Strategy）：Spring 框架中的 JdbcTemplate 使用了策略模式来支持不同的数据访问策略，如 JDBC、JPA、MyBatis 等。
消息队列策略（Messaging Strategy）：Spring 框架中的消息队列抽象，如 JmsTemplate 和 RabbitTemplate 等，都使用了策略模式来支持不同的消息队列策略，如 ActiveMQ、RabbitMQ 等。