设计模式之策略模式(Strategy Pattern)

    xiaoxiao2023-12-30  172

    What:

    策略是对算法的封装,是一种形为模式,将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们可以相互替换。

    Why:

    优点:

    1.扩展性良好; 2.避免使用多重条件判断,遵循开闭原则; 3.算法可以自由切换。

    缺点:

    1.所有策略类都需要对外暴露; 2.策略类会增多。

    Where:

    1.一个系统需要在几种算法中动态地选择一种。 2.系统很多类,而区别仅仅在于行为不同。

    How:

    策略模式有以下几个概念:

    Strategy接口:定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。

    ConcreteStrategy类:具体策略的实现;

    Context类:上下文角色,有承上启下封装作用,负责和具体的策略实现交互。

    示例:并发框架Disruptor有多种等待策略,案例模拟客户端需要请求具体的等待策略。

    Strategy接口:

    public interface Strategy { void doSomething(); }

    BlockingWaitStrategy、BusySpinWaitStrategy、PhasedBackoffWaitStrategy、SleepingWaitStrategy、YieldingWaitStrategy类:实现Strategy接口的具体策略类

    public class BlockingWaitStrategy implements Strategy{ @Override public void doSomething() { System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "使用锁和条件变量。CPU资源的占用少,延迟大"); } } public class BusySpinWaitStrategy implements Strategy{ @Override public void doSomething() { System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "自旋等待,类似Linux Kernel使用的自旋锁。低延迟但同时对CPU资源的占用也多"); } } public class PhasedBackoffWaitStrategy implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "多种策略的综合,CPU资源的占用少,延迟大"); } } public class SleepingWaitStrategy implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "在多次循环尝试不成功后,选择让出CPU,等待下次调度,多次调度后仍不成功,尝试前睡眠一个纳秒级别的时间再尝试。这种策略平衡了延迟和CPU资源占用,但延迟不均匀"); } } public class YieldingWaitStrategy implements Strategy { @Override public void doSomething() { System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + " 在多次循环尝试不成功后,选择让出CPU,等待下次调。平衡了延迟和CPU资源占用,但延迟也比较均匀"); } }

    ChooseStrategy:负责和具体的策略实现交互

    public class ChooseStrategy { private Strategy strategy; public ChooseStrategy(Strategy strategy) { this.strategy = strategy; } public void getStrategy(){ strategy.doSomething(); } }

    Test:测试类

    public class Test { public static void main(String[] args) { ChooseStrategy choose = new ChooseStrategy(new BlockingWaitStrategy()); choose.getStrategy(); } }

    输出结果:

    BlockingWaitStrategy使用锁和条件变量。CPU资源的占用少,延迟大

    示例代码的UML图:

    总结

    策略模式遵循了开闭原则,增加新的类不需要修改原有的代码,只需实现接口或者继承抽象类;同时策略模式也遵循了里氏替换原则,具体的策略类都有相同的接口,只要在有父类出现的地方都可以使用子类替代。

    了解更多设计模式:

    设计模式系列

    参考资料:

    https://www.cnblogs.com/machine/p/3855214.html

    https://www.runoob.com/design-pattern/strategy-pattern.html

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