【源码分析设计模式 11】SpringMVC中的策略模式

一、基本概念

什么是策略模式？

策略这个词应该怎么理解呢，打个比方说，我们出门的时候选择不同的出行方式，比如步行、骑自行车、坐公交、坐火车、坐飞机、坐火箭等等，这些出行方式，每一种都是一个策略。

再比如我们去逛商场，商场现在正在搞活动，有打折的、满减的、返利的等等，其实不管商场如何进行促销，说到底都是一些算法，这些算法本身就是一种策略，并且这些算法是随时可能互相替换的，比如针对同一件商品，今天打八折、明天满100减30，这些策略间是可以互换的。

策略模式（Strategy），定义了一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。

二、策略模式的优缺点

1、优点

（1）算法可以自由切换

（2）避免使用多重条件判断

（3）扩展性良好，增加一个策略只需实现接口即可

2、缺点

（1）策略类数量会增多，每个策略都是一个类，复用性很小

（2）所有的策略类都需要对外暴露

三、策略模式的应用场景

1、何时使用

对于业务开发来说，业务逻辑的复杂是必然的，随着业务发展，需求只会越来越复杂，为了考虑到各种各样的情况，代码中不可避免的会出现很多if-else。

一旦代码中if-else过多，就会大大的影响其可读性和可维护性，而且代码显得很low。

策略模式完美的解决了ifelse的烦恼！

2、方法

将这些算法封装成一个一个的类，任意的替换

3、应用实例

• 出行方式，自行车、汽车等，每一种出行方式都是一个策略
• 商场促销方式，打折、满减等
• java AWT中 LayoutManager ，即布局管理器

4、注意事项

如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式解决策略类膨胀的问题

四、代码实例

下面就以商场促销为例使用策略模式实现商场促销算法。UML图如下：

1、上下文类

首先声明一个 CashSuper 对象，通过构造方法，传入具体的收费策略， getResult() 方法的功能为根据收费策略的不同获取计算结果。

package designMode.strategy;

public class CashContext {
    private CashSuper cashSuper;

    public CashContext(CashSuper cashSuper) {
        this.cashSuper = cashSuper;
    }

    public double getResult(double money){
        return cashSuper.acceptCash(money);
    }
}

2、现金收费抽象类

策略类，为抽象类，抽象出收费的方法供子类实现。

package designMode.strategy;

public abstract class CashSuper {
    public abstract double acceptCash(double money);
}

3、正常收费子类

package designMode.strategy;

public class CashNormal extends CashSuper {
    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        return money;
    }
}

4、打折收费子类

package designMode.strategy;

public class CashRebate extends CashSuper {
    private double moneyRebate = 0.8;

    public CashRebate(double moneyRebate) {
        this.moneyRebate = moneyRebate;
    }

    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        return money*moneyRebate;
    }
}

5、返利收费子类

package designMode.strategy;

public class CashReturn extends  CashSuper {
    private double moneyConditation = 0.0;
    private double moneyReturn = 0.0d;

    public CashReturn(double moneyConditation, double moneyReturn) {
        this.moneyConditation = moneyConditation;
        this.moneyReturn = moneyReturn;
    }

    @Override
    public double acceptCash(double money) {
        double result = money;
        if(money>moneyConditation){
            result = money-Math.floor(money/moneyConditation)*moneyReturn;
        }
        return result;
    }
}

6、client客户端

package designMode.strategy;

import java.util.Scanner;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CashContext cashContext = null;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入打折方式（1/2/3）：");
        int in = scanner.nextInt();
        String type = "";
        switch (in){
            case 1:
                cashContext = new CashContext(new CashNormal());
                type += "正常收费";
                break;
            case 2:
                cashContext = new CashContext(new CashReturn(300,100));
                type +="满300返100";
                break;
            case 3:
                cashContext = new CashContext(new CashRebate(0.8));
                type += "打八折";
                break;
            default:
                System.out.println("请输入1/2/3");
                break;
        }
        double totalPrices = 0;
        System.out.print("请输入单价：");
        double price = scanner.nextDouble();
        System.out.println("请输入数量:");
        double num = scanner.nextDouble();
        totalPrices = cashContext.getResult(price * num);
        System.out.println("单价：" + price + "，数量：" + num + "，类型：" + type + "，合计：" + totalPrices);
        scanner.close();
    }
}

7、运行结果

五、策略模式与工程模式的区别

1、策略模式是行为性模式，适应行为的变化 ，强调父类的调用子类的特性 。

工厂模式是创建型模式，适应对象的变化，强调统一接口 。

2、策略模式封装行为，调用的时候必须先制定实例化具体的类，再调用抽象的方法； 策略模式的作用是让一个对象在许多行为中选择一种行为。

工厂模式封装对象，实例化对象后调用的时候要知道具体的方法。

3、策略模式是调用不同类方法， 工厂模式是对父类进行重写。

这俩个模式本来就是解决类似的问题，可以说是孪生兄弟，且内部实现都差不多，都是通过子类来覆盖父类而已，不过简单工厂是把父类直接摆在客户端，而策略模式是将父类隐藏在Context里面，这样封装更好。

4、举个例子
（1）产品之于加减乘除，水果之于苹果梨橘子香蕉，文具之于笔尺刀，这时产品比较具体、有限和没有多个算法重叠，这时实用简单工厂模式。
（2）产品之于商场促销中的返利（可为300返100、500返200、10000返500等等无数）、折扣（2折、2.5折、6折、9折、9.1折等等无数）、正常购买、消费积分（100元10积分、200元30积分等等无数），这时产品构造又多次重叠，且有在不同时刻应用不同的规则时使用策略模式。

5、总结

简单工厂模式只是解决了对象的创建问题，工厂需要包括所有的产品对象的创建，如果产品对象形式经常变化，就需要经常改动工厂，以致代码重新编译。所以策略模式就诞生了，策略模式---它定义了算法家族，分别封装起来，而不是像简单产品模式一样定义所有的产品类，让他们之间可以互相替换，此模式让算法的变化，不会影响到使用算法的客户，使客户拥有相同的访问过程。
简单工厂模式的核心是“简单工厂模式就是用来封装所有的产品对象的”。

策略模式理解核心是“策略模式就是用来封装算法的，但在实践中，我们发现可以用它来封装几乎任何类型的规则，只要在分析过程中遇到需要在不同时间应用不同的业务规则，就可以考虑使用策略模式处理这种变化的可能性”。

在基本的策略模式中，选择所用的具体实现的算法的职责由客户端对象承担，并转给策略模式的Context对象。这是策略模式本身纯粹的定义，所以，“选择所用最终怎样处理”还有很多文章可做。
看了课本之后对于这两个模式还是有很多不理解的地方，但是相信随着对设计模式进一步的学习，能够更好地体会到这其中的奥妙，学习是一个循序渐进的过程。

六、SpringMVC中的策略模式

1、getDefaultStrategies

在DispatchServlet中的初始化组件中，用到了getDefaultStrategies方法，来决定不同组件的默认类型以实现组件的初始化操作。

// 传入ApplicationContext上下文和策略接口的Class类型
protected <T> List<T> getDefaultStrategies(ApplicationContext context, Class<T> strategyInterface) {
    // 相应组件的类名
    String key = strategyInterface.getName();
    // 从property中获取当前策略接口实现类的类名集合
    String value = defaultStrategies.getProperty(key);
    if (value != null) {
        // 获取策略接口所有实现类的类名
        String[] classNames = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(value);
        List<T> strategies = new ArrayList<T>(classNames.length);
        for (String className : classNames) {
            try {
                // 创建相应实现类的bean，并放入集合中
                Class<?> clazz = ClassUtils.forName(className, DispatcherServlet.class.getClassLoader());
                Object strategy = createDefaultStrategy(context, clazz);
                strategies.add((T) strategy);
            }
            catch (ClassNotFoundException ex) {
                throw new BeanInitializationException(
                        "Could not find DispatcherServlet's default strategy class [" + className +
                                "] for interface [" + key + "]", ex);
            }
            catch (LinkageError err) {
                throw new BeanInitializationException(
                        "Error loading DispatcherServlet's default strategy class [" + className +
                                "] for interface [" + key + "]: problem with class file or dependent class", err);
            }
        }
        // 返回策略接口实现类的集合
        return strategies;
    }
    else {
        return new LinkedList<T>();
    }
}

// 初始化真正调用的重载方法，默认返回策略实现类的第一个
protected <T> T getDefaultStrategy(ApplicationContext context, Class<T> strategyInterface) {
    List<T> strategies = getDefaultStrategies(context, strategyInterface);
    if (strategies.size() != 1) {
        throw new BeanInitializationException(
                "DispatcherServlet needs exactly 1 strategy for interface [" + strategyInterface.getName() + "]");
    }
    return strategies.get(0);
}

我们可以看到，DispatchServlet在初始化组件时，会传入相应组件的接口，获取到该组件的实现类集合，并将第一个实现类作为默认的组件使用，例如我们来看initLocaleResolver方法，它初始化了一个默认的本地化处理组件。

private void initLocaleResolver(ApplicationContext context) {
    try {
        this.localeResolver = context.getBean(LOCALE_RESOLVER_BEAN_NAME, LocaleResolver.class);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Using LocaleResolver [" + this.localeResolver + "]");
        }
    }
    catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
        // We need to use the default.
        this.localeResolver = getDefaultStrategy(context, LocaleResolver.class);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Unable to locate LocaleResolver with name '" + LOCALE_RESOLVER_BEAN_NAME +
                    "': using default [" + this.localeResolver + "]");
        }
    }
}

它传入了LocaleResolver.class，这个类有多个实现类，包括AcceptHeaderLocaleResolver、CookieLocaleResolver、FixedLocaleResolver等，对应了多种不同的处理方式，你可以决定用哪一种处理方式(绑定对应的组件就好了)。但试想一下，如果用if-else来决定用那种处理方式，光一个LocaleResolver，代码就将变得又长又臭，更何况springMVC还要初始化这么多其他组件。策略模式就用了面向对象的思想，用接口、继承、多态来代替if-else，增加了代码的可读性和可维护性。

2、其他使用到策略模式的地方

springMVC在决定request的media types时也用到了策略模式。其中的ContentNegotiationManager是最核心的一个类，其中有一个方法我们可以重点来看一下：

@Override
// 处理请求的mediaTypes
public List<MediaType> resolveMediaTypes(NativeWebRequest request) throws HttpMediaTypeNotAcceptableException {
    // 遍历绑定的strategy来处理请求，其中ContentNegotiationStrategy是一个接口，它的实现类包含了多种决定mediaTypes的策略
    for (ContentNegotiationStrategy strategy : this.strategies) {
        // 如果某一策略实现类识别的请求的mediaTypes，则返回，未识别则继续遍历
        List<MediaType> mediaTypes = strategy.resolveMediaTypes(request);
        if (mediaTypes.isEmpty() || mediaTypes.equals(MEDIA_TYPE_ALL)) {
            continue;
        }
        return mediaTypes;
    }
    return Collections.emptyList();
}

ContentNegotiationStrategy接口只有一个方法：

public interface ContentNegotiationStrategy {
    // 返回请求的mediaTypes集合，如果无法识别则抛出异常
    List<MediaType> resolveMediaTypes(NativeWebRequest webRequest)
            throws HttpMediaTypeNotAcceptableException;
}

跟上面的LocaleResolver接口一样，ContentNegotiationStrategy也有多种不同的实现类，这些实现类大都对应了不同的处理方式。策略模式在此情形下，使得在处理request的mediaTypes时，省去了大量if-else判断，实现了策略算法与调用逻辑上的解耦。

3、总结

从上面两个简单的例子中我们可以看到，使用策略模式的实现方式是：

（1）定义策略接口->实现不同的策略类->利用多态或其他方式调用策略；

（2）从springMVC处理request的media types中，我们又可以学到：当我们遇到的问题时，如果无法事先知道哪种处理方式合适，可以使用策略模式。当某一种策略模式匹配时，返回正确结果，以此解决问题；

此外，策略模式使用的场景，实现的方式还有很多，这里就不一一赘述了。

总之，使用策略模式对我们处理和解决问题、算法(解决方式)和使用解耦、代码的可读性和可维护性方面都有极大的好处。