策略模式

策略模式UML类图

策略模式java实现

/**
 * Strategy interface.
 屠龙策略
 */
@FunctionalInterface
public interface DragonSlayingStrategy {

  void execute();

}

/**
 * Spell strategy.
 法术策略
 */
public class SpellStrategy implements DragonSlayingStrategy {

  private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SpellStrategy.class);

  @Override
  public void execute() {
      //你投下了瓦解的魔咒，龙在一堆尘土中蒸发了！
    LOGGER.info("You cast the spell of disintegration and the dragon vaporizes in a pile of dust!");
  }

}

/**
 * Projectile strategy.
 弹丸策略。
 */
public class ProjectileStrategy implements DragonSlayingStrategy {

  private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ProjectileStrategy.class);

  @Override
  public void execute() {
      //您用神奇的弓箭射击了龙，它掉在了地上！
    LOGGER.info("You shoot the dragon with the magical crossbow and it falls dead on the ground!");
  }
}

/**
 * Melee strategy.
 近战策略。
 */
public class MeleeStrategy implements DragonSlayingStrategy {

  private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(MeleeStrategy.class);

  @Override
  public void execute() {
      //用您的神剑切断龙的头！
    LOGGER.info("With your Excalibur you sever the dragon's head!");
  }
}

/**
 * DragonSlayer uses different strategies to slay the dragon.
 DragonSlayer使用不同的策略来杀死龙。
 */
public class DragonSlayer {

  private DragonSlayingStrategy strategy;

  public DragonSlayer(DragonSlayingStrategy strategy) {
    this.strategy = strategy;
  }

  public void changeStrategy(DragonSlayingStrategy strategy) {
    this.strategy = strategy;
  }

  public void goToBattle() {
    strategy.execute();
  }
}

/**
 * 
 * <p>The Strategy pattern (also known as the policy pattern) is a software design pattern that
 * enables an algorithm's behavior to be selected at runtime.</p>
 *
 * <p>Before Java 8 the Strategies needed to be separate classes forcing the developer
 * to write lots of boilerplate code. With modern Java it is easy to pass behavior
 * with method references and lambdas making the code shorter and more readable.</p>
 *
 * <p>In this example ({@link DragonSlayingStrategy}) encapsulates an algorithm. The containing
 * object ({@link DragonSlayer}) can alter its behavior by changing its strategy.</p>
 <p>策略模式（也称为策略模式）是一种软件设计模式，可以在运行时选择算法的行为。</ p>
<p>在Java 8之前，策略必须是单独的类，从而迫使开发人员编写大量样板代码。 使用现代Java，可以轻松地通过方法引用和lambda传递行为，从而使代码更短，更易读。</ p>
<p>在此示例（{@link DragonSlayingStrategy}）中封装了一种算法。 包含对象（{@link DragonSlayer}）可以通过更改其策略来更改其行为。</ p>
 * 
 */
public class App {

  private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(App.class);
  
  /**
   * Program entry point.
   * 
   * @param args command line args
   */
  public static void main(String[] args) {
    // GoF Strategy pattern
    LOGGER.info("Green dragon spotted ahead!");
    var dragonSlayer = new DragonSlayer(new MeleeStrategy());
    dragonSlayer.goToBattle();
    LOGGER.info("Red dragon emerges.");
    dragonSlayer.changeStrategy(new ProjectileStrategy());
    dragonSlayer.goToBattle();
    LOGGER.info("Black dragon lands before you.");
    dragonSlayer.changeStrategy(new SpellStrategy());
    dragonSlayer.goToBattle();

    // Java 8 Strategy pattern
    LOGGER.info("Green dragon spotted ahead!");
    dragonSlayer = new DragonSlayer(
        () -> LOGGER.info("With your Excalibur you severe the dragon's head!"));
    dragonSlayer.goToBattle();
    LOGGER.info("Red dragon emerges.");
    dragonSlayer.changeStrategy(() -> LOGGER.info(
        "You shoot the dragon with the magical crossbow and it falls dead on the ground!"));
    dragonSlayer.goToBattle();
    LOGGER.info("Black dragon lands before you.");
    dragonSlayer.changeStrategy(() -> LOGGER.info(
        "You cast the spell of disintegration and the dragon vaporizes in a pile of dust!"));
    dragonSlayer.goToBattle();
  }
}

应用场景

Java Comparator 中的策略模式

java.util.Comparator 接口是比较器接口，可以通过 Collections.sort(List,Comparator) 和 Arrays.sort(Object[],Comparator) 对集合和数据进行排序，下面为示例程序
一个学生类，有两个属性 id 和 name

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student {
    private Integer id;
    private String name;

    @Override
    public String toString() {
        return "{id=" + id + ", name='" + name + "'}";
    }
}

实现两个比较器，比较器实现了 Comparator 接口，一个升序，一个降序

// 降序
public class DescSortor implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o2.getId() - o1.getId();
    }
}

// 升序
public class AscSortor implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.getId() - o2.getId();
    }
}

通过 Arrays.sort() 对数组进行排序

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = {
                new Student(3, "张三"),
                new Student(1, "李四"),
                new Student(4, "王五"),
                new Student(2, "赵六")
        };
        toString(students, "排序前");

        Arrays.sort(students, new AscSortor());
        toString(students, "升序后");

        Arrays.sort(students, new DescSortor());
        toString(students, "降序后");
    }

    public static void toString(Student[] students, String desc){
        for (int i = 0; i < students.length; i++) {
            System.out.print(desc + ": " +students[i].toString() + ", ");
        }
        System.out.println();
    }
}

输出

排序前: {id=3, name='张三'}, 排序前: {id=1, name='李四'}, 排序前: {id=4, name='王五'}, 排序前: {id=2, name='赵六'}, 
升序后: {id=1, name='李四'}, 升序后: {id=2, name='赵六'}, 升序后: {id=3, name='张三'}, 升序后: {id=4, name='王五'}, 
降序后: {id=4, name='王五'}, 降序后: {id=3, name='张三'}, 降序后: {id=2, name='赵六'}, 降序后: {id=1, name='李四'},

通过 Collections.sort() 对集合List进行排序

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = Arrays.asList(
                new Student(3, "张三"),
                new Student(1, "李四"),
                new Student(4, "王五"),
                new Student(2, "赵六")
        );
        toString(students, "排序前");

        Collections.sort(students, new AscSortor());
        toString(students, "升序后");

        Collections.sort(students, new DescSortor());
        toString(students, "降序后");
    }

    public static void toString(List<Student> students, String desc) {
        for (Student student : students) {
            System.out.print(desc + ": " + student.toString() + ", ");
        }
        System.out.println();
    }
}

输出

排序前: {id=3, name='张三'}, 排序前: {id=1, name='李四'}, 排序前: {id=4, name='王五'}, 排序前: {id=2, name='赵六'}, 
升序后: {id=1, name='李四'}, 升序后: {id=2, name='赵六'}, 升序后: {id=3, name='张三'}, 升序后: {id=4, name='王五'}, 
降序后: {id=4, name='王五'}, 降序后: {id=3, name='张三'}, 降序后: {id=2, name='赵六'}, 降序后: {id=1, name='李四'},

我们向 Collections.sort() 和 Arrays.sort() 分别传入不同的比较器即可实现不同的排序效果（升序或降序）
这里 Comparator 接口充当了抽象策略角色，两个比较器 DescSortor 和 AscSortor 则充当了具体策略角色，Collections 和 Arrays 则是环境角色

Spring Resource 中的策略模式

Spring 把所有能记录信息的载体，如各种类型的文件、二进制流等都称为资源，譬如最常用的Spring配置文件。
在 Sun 所提供的标准 API 里，资源访问通常由 java.NET.URL 和文件 IO 来完成，尤其是当我们需要访问来自网络的资源时，通常会选择 URL 类。
URL 类可以处理一些常规的资源访问问题，但依然不能很好地满足所有底层资源访问的需要，比如，暂时还无法从类加载路径、或相对于 ServletContext 的路径来访问资源，虽然 Java 允许使用特定的 URL 前缀注册新的处理类（例如已有的 http: 前缀的处理类），但是这样做通常比较复杂，而且 URL 接口还缺少一些有用的功能，比如检查所指向的资源是否存在等。
Spring 改进了 Java 资源访问的策略，Spring 为资源访问提供了一个 Resource 接口，该接口提供了更强的资源访问能力，Spring 框架本身大量使用了 Resource 接口来访问底层资源。

public interface Resource extends InputStreamSource {
    boolean exists();    // 返回 Resource 所指向的资源是否存在
    boolean isReadable();   // 资源内容是否可读
    boolean isOpen();   // 返回资源文件是否打开
    URL getURL() throws IOException;
    URI getURI() throws IOException;
    File getFile() throws IOException;  // 返回资源对应的 File 对象
    long contentLength() throws IOException;
    long lastModified() throws IOException;
    Resource createRelative(String var1) throws IOException;
    String getFilename();
    String getDescription();    // 返回资源的描述信息
}

Resource 接口是 Spring 资源访问策略的抽象，它本身并不提供任何资源访问实现，具体的资源访问由该接口的实现类完成——每个实现类代表一种资源访问策略。
Spring 为 Resource 接口提供的部分实现类如下：
UrlResource：访问网络资源的实现类。
ClassPathResource：访问类加载路径里资源的实现类。
FileSystemResource：访问文件系统里资源的实现类。
ServletContextResource：访问相对于 ServletContext 路径里的资源的实现类：
InputStreamResource：访问输入流资源的实现类。
ByteArrayResource：访问字节数组资源的实现类。
WritableResource：写资源文件
这些 Resource 实现类，针对不同的的底层资源，提供了相应的资源访问逻辑，并提供便捷的包装，以利于客户端程序的资源访问。
它们之间的类关系如下所示：

可以看到 AbstractResource 资源抽象类实现了 Resource 接口，为子类通用的操作提供了具体实现，非通用的操作留给子类实现，所以这里也应用了模板方法模式。（只不过缺少了模板方法）
Resource 不仅可在 Spring 的项目中使用，也可直接作为资源访问的工具类使用。意思是说：即使不使用 Spring 框架，也可以使用 Resource 作为工具类，用来代替 URL。
譬如我们可以使用 UrlResource 访问网络资源。
也可以通过其它协议访问资源，file: 用于访问文件系统；http: 用于通过 HTTP 协议访问资源；ftp: 用于通过 FTP 协议访问资源等

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UrlResource ur = new UrlResource("http://image.laijianfeng.org/hello.txt");

        System.out.println("文件名：" + ur.getFilename());
        System.out.println("网络文件URL：" + ur.getURL());
        System.out.println("是否存在：" + ur.exists());
        System.out.println("是否可读：" + ur.isReadable());
        System.out.println("文件长度：" + ur.contentLength());

        System.out.println("\n--------文件内容----------\n");
        byte[] bytes = new byte[47];
        ur.getInputStream().read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes));
    }
}

输出的内容如下，符合预期

文件名：hello.txt
网络文件URL：http://image.laijianfeng.org/hello.txt
是否存在：true
是否可读：true
文件长度：47

--------文件内容----------

hello world!
welcome to http://laijianfeng.org

Spring Bean 实例化中的策略模式

Spring实例化Bean有三种方式：构造器实例化、静态工厂实例化、实例工厂实例化
譬如通过构造器实例化bean的XML示例如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="person" class="com.demo.Person"></bean>

    <bean id="personWithParam" class="com.demo.Person">
        <constructor-arg name="name" value="小旋锋"/>
    </bean>

    <bean id="personWirhParams" class="com.demo.Person">
            <constructor-arg name="name" value="小旋锋"/>
            <constructor-arg name="age" value="22"/>
    </bean>
</beans>

具体实例化Bean的过程中，Spring中角色分工很明确，创建对象的时候先通过 ConstructorResolver 找到对应的实例化方法和参数，再通过实例化策略 InstantiationStrategy 进行实例化，根据创建对象的三个分支( 工厂方法、有参构造方法、无参构造方法 ), InstantiationStrategy 提供了三个接口方法：

public interface InstantiationStrategy {
    // 默认构造方法
    Object instantiate(RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) throws BeansException;

    // 指定构造方法
    Object instantiate(RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner, Constructor<?> ctor,
            Object[] args) throws BeansException;

    // 指定工厂方法
    Object instantiate(RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner, Object factoryBean,
            Method factoryMethod, Object[] args) throws BeansException;
}

InstantiationStrategy 为实例化策略接口，扮演抽象策略角色，有两种具体策略类，分别为 SimpleInstantiationStrategy 和 CglibSubclassingInstantiationStrategy

在 SimpleInstantiationStrategy 中对这三个方法做了简单实现，如果工厂方法实例化直接用反射创建对象，如果是构造方法实例化的则判断是否有 MethodOverrides，如果有无 MethodOverrides 也是直接用反射，如果有 MethodOverrides 就需要用 cglib 实例化对象，SimpleInstantiationStrategy 把通过 cglib 实例化的任务交给了它的子类 CglibSubclassingInstantiationStrategy。

项目实战

患者绑定医生