再一次实战策略模式，真是太好用了

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本文转载自微信公众号「程序新视界」，作者二师兄。转载本文请联系程序新视界公众号。   

前言

之前做三方支付系统的时候经常用到策略模式，比如用户会选择不同的支付方式，不同的支付方式又有不同的实现方法或银行接口调用。

现在做物联网系统，基于MQTT协议(TCP层面的协议)来传输数据，根据不同的请求(不同的Topic)处理不同的业务逻辑，也同样用到策略模式。

顿时感觉策略模式非常好用，而且结合Spring的实例化和注入功能，更加方便了。

今天就聊聊基于Spring(Boot)下策略模式的使用。

未使用策略模式时的处理

以物联网为例大家可能不够熟悉，下面就以支付场景为例。比如在支付的过程中我们可能会选择微信支付、支付宝支付或银卡支付。同时，银行卡又分不同银行，这里统一为银行卡。

最简单直接的代码实现形式如下：

public void pay(String payType){ 
    if("alipay".equals(payType)){ 
        System.out.println("支付宝"); 
    }else if("wechatPay".equals(payType)){ 
        System.out.println("微信支付"); 
    } else if("bank".equals(payType)){ 
        System.out.println("银行卡支付"); 
    } 
} 

这样对照设计模式，通常不符合两个原则：单一职责原则和开闭原则。

我们会发现当前类(或方法)不处理了多个业务的功能，一旦任何一个支付方式的修改都可能会影响到其他的支付方式。同时，无法做到对扩展开放，对修改关闭。新增其他支付方式时同样要修改ifelse判断，影响到其他的业务逻辑。

而策略模式通常就是解决这种有很多ifelse处理逻辑，从而提高代码的可维护性、可扩展性和可读性。

策略模式的轮廓

在对上述代码进行改造之前，先来了解一下策略模式的基本组成。

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。

策略模式通常由以下几部分组成：

• Strategy策略类，用于定义所有支持算法的公共接口;
• ConcreteStrategy具体策略类，封装了具体的算法或行为，继承于Strategy。
• Context上下文，用一个ConcreteStrategy来配置，维护一个对Strategy对象的引用;
• StrategyFactory策略工厂类，用于创建策略类的具体实现;通常此部分可省略，看具体情况。比如后续实例中通过Spring的依赖注入机制实现了策略类的实例化。

用类图来表示(省略策略工厂类)如下图：

image

基于Spring的策略模式实现

目前在实践中通常都是基于Spring的特性来实现策略模式，这里就以此为例来进行讲解。

策略类定义

上面已经提到，策略类用于定义功能的接口，对于支付场景则可命名为PaymentService或PaymentStrategy。

public interface PaymentService { 
 
    /** 
     * 支付 
     */ 
    PayResult pay(Order order); 
} 

同时提供该策略类的不同实现类：AlipayService、WeChatPayService、BankPayService。

@Service("alipay") 
public class AlipayService implements PaymentService { 
    @Override 
    public PayResult pay(Order order) { 
        System.out.println("Alipay"); 
        return null; 
    } 
} 

@Service("wechatPay") 
public class WeChatPayService implements PaymentService { 
    @Override 
    public PayResult pay(Order order) { 
        System.out.println("WeChatPay"); 
        return null; 
    } 
} 

@Service("bank") 
public class BankPayService implements PaymentService { 
    @Override 
    public PayResult pay(Order order) { 
        System.out.println("BankPay"); 
        return null; 
    } 
} 

具体实现的实例化，可以通过一个PaymentFactory来进行构建存储，也可以直接利用@Autowired形式注入到Context的List或Map当中。

PaymentFactory的实现如下：

public class PaymentFactory { 
 
    private static final Map<String, PaymentService> payStrategies = new HashMap<>(); 
 
    static { 
        payStrategies.put("alipay", new AlipayService()); 
        payStrategies.put("wechatPay", new WeChatPayService()); 
        payStrategies.put("bank", new BankPayService()); 
    } 
 
    public static PaymentService getPayment(String payType) { 
        if (payType == null) { 
            throw new IllegalArgumentException("pay type is empty."); 
        } 
        if (!payStrategies.containsKey(payType)) { 
            throw new IllegalArgumentException("pay type not supported."); 
        } 
        return payStrategies.get(payType); 
    } 
} 

通过static静态代码块来初始化对应的策略实现类，然后提供一个getPayment方法，根据支付类型来获取对应的服务。当然，通过static初始化的代码块是单例的无状态的，如果需要有状态的类则getPayment方法，每次都需要new一个新的对象。

public static PaymentService getPayment1(String payType) { 
    if (payType == null) { 
        throw new IllegalArgumentException("pay type is empty."); 
    } 
    if ("alipay".equals(payType)) { 
        return new AlipayService(); 
    } else if ("wechatPay".equals(payType)) { 
        return new WeChatPayService(); 
    } else if ("bank".equals(payType)) { 
        return new BankPayService(); 
    } 
    throw new IllegalArgumentException("pay type not supported."); 
} 

Context上下文

Context上下文角色，也叫Context封装角色，起承上启下的作用，屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问，封装可能存在的变化。

上面通过工厂的形式创建策略类的实现类，当然也可以直接通过@Autowired注入到Context上下文中。

@Component 
public class PaymentStrategy { 
 
    @Autowired 
    private final Map<String, PaymentService> payStrategies = new HashMap<>(); 
 
    public PaymentService getPayment(String payType) { 
        if (payType == null) { 
            throw new IllegalArgumentException("pay type is empty."); 
        } 
        if (!payStrategies.containsKey(payType)) { 
            throw new IllegalArgumentException("pay type not supported."); 
        } 
        return payStrategies.get(payType); 
    } 
} 

上面通过@Autowired注解，将通过@Service实例化的PaymentService实现类，注入到map当中，其中key为实例化类的名称，value为具体的实例化类。

上面的getPayment代码与PaymentFactory中一致。当然，还可以在PaymentStrategy中封装一个pay方法，这样，客户端直接注入PaymentStrategy类调用pay方法即可。

public PayResult pay(String payType,Order order){ 
    PaymentService paymentService = this.getPayment(payType); 
    return paymentService.pay(order); 
} 

改进方案

通过上面的代码基本上已经实现了策略模式，此时当新增加一个支付通道时，已经不用修改PaymentStrategy相关的代码，只用新增一个实现PaymentService接口的类即可。

但在接口定义这里，还是有优化空间的。比如，这里判断是通过Bean的名称来判断的，但某些情况下判断可能比较复杂或可能会同时执行多个Service。此时，就可以对PaymentService接口进行改进，新增一个检验是否支持该功能的判断方法。

public interface PaymentService { 
 
    boolean isSupport(Order order); 
 
    /** 
     * 支付 
     */ 
    PayResult pay(Order order); 
} 

由实现类来具体实现isSupport方法，判断自己支持哪些功能。

同时，上下文类也可以进一步利用Java8提供的Steam特性进行处理：

@Component 
public class PaymentStrategy { 
 
    /** 
     * 此处用@Autowired将所有实例注入为List。 
     */ 
    @Autowired 
    private List<PaymentService> paymentServices; 
 
    public void pay(Order order) { 
        PaymentService paymentService = paymentServices.stream() 
                .filter((service) -> service.isSupport(order)) 
                .findFirst() 
                .orElse(null); 
 
        if (paymentService != null) { 
            paymentService.pay(order); 
        } else { 
            throw new IllegalArgumentException("pay type not supported."); 
        } 
    } 
} 

通过进一步改造，程序变得更加灵活了。

小结

通过上面的代码实现，可以看出接口类只负责业务策略的定义，策略的具体实现可以单独放在实现类中也可以利用Spring的特性进行管理，Context上下文类负责业务逻辑的编排。

通过策略模式(或变种)的应用，实现了面向接口而非实现编程，满足了职责单一、开闭原则，从而达到了功能上的高内聚低耦合、提高了可维护性、扩展性以及代码的可读性。

最后，对于设计模式，只有在实践中不断的使用采用更加印象深刻。同时，在实现的过程中我们也并不一定非要拘泥于设计模式本身，也可以结合所使用的框架进行变种处理。