來自公眾號：咖啡拿鐵
作者：謝英豪

本文來自謝英豪同學的投稿，希望大家讀完能有所收獲。

策略模式

經常在網上看到一些名為“別再if-else走天下了”，“教你干掉if-else”等之類的文章，大部分都會講到用策略模式去代替if-else。策略模式實現的方式也大同小異。主要是定義統一行為（接口或抽象類），并實現不同策略下的處理邏輯（對應實現類）。客戶端使用時自己選擇相應的處理類，利用工廠或其他方式。

注解實現

本文要說的是用注解實現策略模式的方式，以及一些注意點。
話不多說，還是以最常見的訂單處理為例。首先定義這樣一個訂單實體類：

@Data
public class Order {
    /**
     * 訂單來源
     */
    private String source;
    /**
     * 支付方式
     */
    private String payMethod;
    /**
     * 訂單編號
     */
    private String code;
    /**
     * 訂單金額
     */
    private BigDecimal amount;
    // ...其他的一些字段
}

假如對于不同來源（pc端、移動端）的訂單需要不同的邏輯處理。項目中一般會有OrderService這樣一個類，如下，里面有一坨if-else的邏輯，目的是根據訂單的來源的做不同的處理。

@Service
public class OrderService {

    public void orderService(Order order) {
        if(order.getSource().equals("pc")){
            // 處理pc端訂單的邏輯
        }else if(order.getSource().equals("mobile")){
            // 處理移動端訂單的邏輯
        }else {
            // 其他邏輯
        }
    }
}

策略模式就是要干掉上面的一坨if-else，使得代碼看起來優雅且高大上。
現在就讓我們開始干掉這一坨if-else。先總覽下結構：

image

1.首先定義一個OrderHandler接口，此接口規定了處理訂單的方法。

public interface OrderHandler {
    void handle(Order order);
}

2.定義一個OrderHandlerType注解，來表示某個類是用來處理何種來源的訂單。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Service
public @interface OrderHandlerType {
    String source();
}

3.接下來就是實現pc端和移動端訂單處理各自的handler，并加上我們所定義的OrderHandlerType注解。

@OrderHandlerType(source = "mobile")
public class MobileOrderHandler implements OrderHandler {
    @Override
    public void handle(Order order) {
        System.out.println("處理移動端訂單");
    }
}

@OrderHandlerType(source = "pc")
public class PCOrderHandler implements OrderHandler {
    @Override
    public void handle(Order order) {
        System.out.println("處理PC端訂單");
    }
}

4.以上準備就緒后，就是向spring容器中注入各種訂單處理的handler，并在OrderService.orderService方法中，通過策略（訂單來源）去決定選擇哪一個OrderHandler去處理訂單。我們可以這樣做：

@Service
public class OrderService {

    private Map<String, OrderHandler> orderHandleMap;

    @Autowired
    public void setOrderHandleMap(List<OrderHandler> orderHandlers) {
        // 注入各種類型的訂單處理類
        orderHandleMap = orderHandlers.stream().collect(
                Collectors.toMap(orderHandler -> AnnotationUtils.findAnnotation(orderHandler.getClass(), OrderHandlerType.class).source(),
                        v -> v, (v1, v2) -> v1));
    }

    public void orderService(Order order) {
        // ...一些前置處理

        // 通過訂單來源確定對應的handler
        OrderHandler orderHandler = orderHandleMap.get(order.getSource());
        orderHandler.handle(order);

        // ...一些后置處理
    }
}

在OrderService中，維護了一個orderHandleMap，它的key為訂單來源，value為對應的訂單處理器Handler。通過@Autowired去初始化orderHandleMap（這里有一個lambda表達式，仔細看下其實沒什么難度的）。這樣一來，OrderService.orderService里的一坨if-else不見了，取而代之的僅僅是兩行代碼。即，先從orderHandleMap中根據訂單來源獲取對應的OrderHandler，然后執行OrderHandler.handle方法即可。
這種做法的好處是，不論以后業務如何發展致使訂單來源種類增加，OrderService的核心邏輯不會改變，我們只需要實現新增來源的OrderHandler即可，且團隊中每人開發各自負責的訂單來源對應的OrderHandler即可，彼此間互不干擾。

到此，似乎已經講完了通過注解實現策略模式，干掉if-else的方法，就這樣結束了嗎？不，真正的重點從現在才開始。

現在回過頭看orderHandleMap這個Map，它的key是訂單來源，假如，我們想通過訂單來源+訂單支付方式這兩個屬性來決定到底使用哪一種OrderHandler怎么辦？比如PC端支付寶支付的訂單是一種處理邏輯（PCAliPayOrderHandler），PC端微信支付的訂單是另外一種處理邏輯（PCWeChatOrderHandler），對應的還有移動端支付寶支付（MobileAliPayOrderHandler）和移動端微信支付（MobileWeChatOrderHandler）。

這時候我們的key應該存什么呢，可能有人會說，我直接存訂單來源+訂單支付方式組成的字符串不就行了嗎？確實可以，但是如果這時業務邏輯又變了（向pm低頭），PC端支付寶支付和微信支付是同一種處理邏輯，而移動端支付寶支付和微信支付是不同的處理邏輯，那情況就變成了PCAliPayOrderHandler和PCWeChatOrderHandler這兩個類是同一套代碼邏輯。我們干掉了if-else，但卻造出了兩份相同的代碼，這是一個作為有強迫癥的程序員所不能容忍的。怎么干掉這兩個邏輯相同的類呢？

首先，我們可以回顧下，注解它究竟是個什么玩意？不知道大家有沒有注意到定義注解的語法，也就是@interface，與定義接口的語法想比，僅僅多了一個@。翻看jdk，可以找到這么一個接口Annotation，如下

/**
 * The common interface extended by all annotation types.  Note that an
 * interface that manually extends this one does <i>not</i> define
 * an annotation type.  Also note that this interface does not itself
 * define an annotation type.
 *
 * More information about annotation types can be found in section 9.6 of
 * <cite>The Java&trade; Language Specification</cite>.
 *
 * The {@link java.lang.reflect.AnnotatedElement} interface discusses
 * compatibility concerns when evolving an annotation type from being
 * non-repeatable to being repeatable.
 *
 * @author  Josh Bloch
 * @since   1.5
 */
public interface Annotation {
  // …省略
}

開頭就表明了，The common interface extended by all annotation types。說的很明白了，其實注解它就是個接口，對，它就是個接口而已，@interface僅僅是個語法糖。那么，注解既然是個接口，就必然會有相應的實現類，那實現類哪里來呢？上述中我們僅僅定義了OrderHandlerType注解，別的什么也沒有做。這時候不得不提動態代理了，一定是jdk在背后為我們做了些什么。
為了追蹤JVM在運行過程中生成的JDK動態代理類。我們可以設置VM啟動參數如下：

-Dsun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true

該參數可以保存所生成的JDK動態代理類到本地。額外說一句，若我們想追蹤cglib所生成的代理類，即對應的字節碼文件，可以設置參數：

System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "保存的路徑");

添加參數后再次啟動項目，可以看到我們項目里多了許多class文件（這里只截取了部分，筆者啟動的項目共生成了97個動態代理類。由于我的項目是springboot環境，因此生成了許多如ConditionalOnMissingBean、Configuration、Autowired等注解對應的代理類）：

image

那接下來就是要找到我們所關心的，即jdk為我們自定義的OrderHandlerType注解所生成的代理類。由于jdk生成的動態代理類都會繼承Proxy這個類，而java又是單繼承的，所以，我們只需要找到實現了OrderHandlerType的類即可。遍歷這些類文件，發現$Proxy63.class實現了我們定義的OrderHandlerType注解：

public final class $Proxy63 extends Proxy implements OrderHandlerType {
    private static Method m1;
    private static Method m2;
    private static Method m4;
    private static Method m3;
    private static Method m0;

    public $Proxy63(InvocationHandler var1) throws  {
        super(var1);
    }

    // …省略
}

我們知道，jdk動態代理其實現的核心是：

image

也就是這個構造函數的InvocationHandler對象了。那么注解的InvocationHandler是哪個具體實現呢？不難發現就是：

image

這個類里面的核心屬性，就是那個 memberValues，我們在使用注解時給注解屬性的賦值，都存儲在這個map里了。而代理類中的各種方法的實現，實際上是調用了 AnnotationInvocationHandler 里的 invoke 方法。
好了，現在我們知道了注解就是個接口，且通過動態代理實現其中所定義的各種方法。那么回到我們的OrderService，為什么不把key的類型設置為OrderHandlerType？就像這樣。

private Map<OrderHandlerType, OrderHandler> orderHandleMap;

如此一來，不管決定訂單處理器orderhandler的因素怎么變，我們便可以以不變應萬變（這不就是我們所追求的代碼高擴展性和靈活性么）。那當我們的map的key變成了OrderHandlerType之后，注入和獲取的邏輯就要相應改變，注入的地方很好改變，如下：

public class OrderService {
    private Map<OrderHandlerType, OrderHandler> orderHandleMap;

    @Autowired
    public void setOrderHandleMap(List<OrderHandler> orderHandlers) {
        // 注入各種類型的訂單處理類
        orderHandleMap = orderHandlers.stream().collect(
            Collectors.toMap(orderHandler -> AnnotationUtils.findAnnotation(orderHandler.getClass(), OrderHandlerType.class),
                    v -> v, (v1, v2) -> v1));
    }
    // ...省略
}

那獲取的邏輯要怎么實現？我們怎么根據order的來源和支付方式去orderHandleMap里獲取對應的OrderHandler呢？問題變成了如何關聯order的來源和支付方式與OrderHandlerType注解。
還記得剛才所說的注解就是個接口嗎，既然是個接口，我們自己實現一個類不就完事了么，這樣就把order的來源和支付方式與OrderHandlerType注解關聯起來了。說干就干，現在我們有了這么一個類，

public class OrderHandlerTypeImpl implements OrderHandlerType {

    private String source;
    private String payMethod;

    OrderHandlerTypeImpl(String source, String payMethod) {
        this.source = source;
        this.payMethod = payMethod;
    }

    @Override
    public String source() {
        return source;
    }

    @Override
    public String payMethod() {
        return payMethod;
    }

    @Override
    public Class<? extends Annotation> annotationType() {
        return OrderHandlerType.class;
    }

}

在獲取對應OrderHandler時我們可以這樣寫，

public void orderService(Order order) {
    // ...一些前置處理

    // 通過訂單來源確以及支付方式獲取對應的handler
    OrderHandlerType orderHandlerType = new OrderHandlerTypeImpl(order.getSource(), order.getPayMethod());
    OrderHandler orderHandler = orderHandleMap.get(orderHandlerType);
    orderHandler.handle(order);

    // ...一些后置處理
}

看起來沒什么問題了，來運行一下。不對勁啊，空指針，那個異常它來了。

image

我們斷點打在NPE那一行，

image

一定是姿勢不對，漏掉了什么。那我們就來分析下。orderHandleMap中確實注入了所定義的幾個OrderHandler（PCAliPayOrderHandler、PCWeChatOrderHandler、MobileAliPayOrderHandler、MobileWeChatOrderHandler），但是get卻沒有獲取到，這是為什么呢？我們來回憶下，map的get方法邏輯，還記得最開始學習java時的hashCode和equals方法嗎？
不知道大家注意到沒有，map中key對應的類型是$Proxy63（jdk動態代理給我們生成的），跟我們自己實現的OrderHandlerTypeImpl是不同類型的。
梳理下，在Autowied時，我們放進orderHandleMap的key是動態代理類對象，而獲取時，自定義了OrderHandlerTypeI實現類OrderHandlerTypeImpl，而又沒有重寫hashCode和equals方法，才導致從map中沒有獲取到我們所想要的OrderHandler，那么，我們把實現類OrderHandlerTypeImpl的hashCode和equals這兩個方法重寫，保持跟動態代理類生成的一樣不就行了嗎？再回看下動態代理給我們生成的這兩個方法，前面說了，注解對應的代理類方法調用實際上都是AnnotationInvocationHandler里面的方法，翻看AnnotationInvocationHandler里面的hashCode和equals方法：

private int hashCodeImpl() {
    int var1 = 0;
    Entry var3;
    for(Iterator var2 = this.memberValues.entrySet().iterator(); var2.hasNext(); var1 += 127 * ((String)var3.getKey()).hashCode() ^ memberValueHashCode(var3.getValue())) {
        var3 = (Entry)var2.next();
    }
    return var1;
}

private Boolean equalsImpl(Object var1) {
    if (var1 == this) {
        return true;
    } else if (!this.type.isInstance(var1)) {
        return false;
    } else {
        Method[] var2 = this.getMemberMethods();
        int var3 = var2.length;
        for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
            Method var5 = var2[var4];
            String var6 = var5.getName();
            Object var7 = this.memberValues.get(var6);
            Object var8 = null;
            AnnotationInvocationHandler var9 = this.asOneOfUs(var1);
            if (var9 != null) {
                var8 = var9.memberValues.get(var6);
            } else {
                try {
                    var8 = var5.invoke(var1);
                } catch (InvocationTargetException var11) {
                    return false;
                } catch (IllegalAccessException var12) {
                    throw new AssertionError(var12);
                }
            }
            if (!memberValueEquals(var7, var8)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

具體的邏輯也比較簡單，就不分析了。那我們就按照AnnotationInvocationHandler中的實現，在我們的OrderHandlerTypeImpl中按照相同的邏輯重寫下這兩個方法，如下

public class OrderHandlerTypeImpl implements OrderHandlerType {

    // …省略

    @Override
    public int hashCode() {
        int hashCode = 0;
        hashCode += (127 * "source".hashCode()) ^ source.hashCode();
        hashCode += (127 * "payMethod".hashCode()) ^ payMethod.hashCode();
        return hashCode;
    }


    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (!(obj instanceof OrderHandlerType)) {
            return false;
        }
        OrderHandlerType other = (OrderHandlerType) obj;
        return source.equals(other.source()) && payMethod.equals(other.payMethod());
    }
}

再次運行看看是否達到我們預期，果不其然，這次可以正常獲取到了handler，至此，大功告成。

image

這樣以來，不管以后業務怎么發展，OrderService核心邏輯不會改變，只需要擴展OrderHandler即可。

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