再一次实战策略模式，太好用了

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。

策略模式通常有以下几部分组成：

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：

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。