摘要：在當(dāng)前軟件需求越來(lái)越復(fù)雜的時(shí)代,，策略模式作為23種經(jīng)典的設(shè)計(jì)模式之一，它有著其重要的發(fā)揮舞臺(tái),。本文首先將傳統(tǒng)基于OOP策略模式的局限性進(jìn)行分析說(shuō)明,，提出基本的策略模式以及“鏈?zhǔn)健辈呗阅Ｊ交?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/AOP" title="AOP" target="_blank">AOP的具體實(shí)現(xiàn)，解決傳統(tǒng)策略模式可能出現(xiàn)的代碼分散,、代碼混亂問(wèn)題,；接著進(jìn)行復(fù)雜度方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析；最后分析基于AOP的策略模式可能的應(yīng)用場(chǎng)景,。

　　關(guān)鍵詞：策略模式,；AOP；設(shè)計(jì)模式

0引言

　　模式（Pattern）一詞最初出現(xiàn)在建筑學(xué)領(lǐng)域上,，素有“模式之父”之稱(chēng)的美國(guó)加利福尼亞大學(xué)Christopher Alexander博士給出其經(jīng)典的定義：每個(gè)模式都描述環(huán)境中不斷出現(xiàn)的問(wèn)題,，提出該問(wèn)題的解決方案的核心。通過(guò)這種方式,，可以無(wú)數(shù)次地使用那些已有的解決方案,，無(wú)須再重復(fù)相同的工作［1-3］。設(shè)計(jì)模式（Design Pattern）,，即是一種方法論，是前人經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)踐,，加以分類(lèi),、整理，并從中提取出的在特定場(chǎng)景下解決一般設(shè)計(jì)問(wèn)題的方法總結(jié),?？梢哉f(shuō)它是一種解決一類(lèi)特定問(wèn)題的模板或者現(xiàn)在所說(shuō)的最佳實(shí)踐。設(shè)計(jì)模式的提出與應(yīng)用，使得在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,，編寫(xiě)的代碼更加容易被人理解,，代碼更加可靠。OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┡c設(shè)計(jì)模式的目的皆是為了使代碼獲得更強(qiáng)大的可復(fù)用性等,，這使得兩者進(jìn)行無(wú)縫的連接,。當(dāng)前設(shè)計(jì)模式幾乎都是基于OOP上實(shí)現(xiàn)的，而策略模式是設(shè)計(jì)模式的［1］其中一種,。策略模式在OOP上的實(shí)現(xiàn)技術(shù)雖然已經(jīng)可以解決策略模式在開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的大部分問(wèn)題和需求,，但是隨著軟件開(kāi)發(fā)需求越來(lái)越多，業(yè)務(wù)邏輯越來(lái)越復(fù)雜,，在解決一些復(fù)雜的需求時(shí),，策略模式這種基于OOP的實(shí)現(xiàn)越來(lái)越顯示出它的局限性。OOP這種面向?qū)ο缶幊痰乃枷?，雖然解決了軟件開(kāi)發(fā)中劃分角色的問(wèn)題,，實(shí)現(xiàn)軟件的模塊化設(shè)計(jì)，但其定義的是一種從上到下的關(guān)系,，當(dāng)在解決從左到右的關(guān)系時(shí)卻顯得很無(wú)力,。如在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)模塊都存在的公共功能，例如日志,、安全性,、性能監(jiān)測(cè)、異常捕獲等時(shí),，如果仍用OOP技術(shù),，就可能導(dǎo)致代碼混亂、分散等問(wèn)題,，從而導(dǎo)致代碼可讀性差,，代碼質(zhì)量低，可復(fù)用性,、可擴(kuò)展性差,。AOP就是一種有效可行的解決方案，它是一種“橫切”的技術(shù),，通過(guò)把上述公共功能封裝成一個(gè)獨(dú)立的模塊即稱(chēng)之為“切面”［4-6］,，然后把它織入到各個(gè)模塊中。本文就當(dāng)前較為流行,、使用較為廣泛的設(shè)計(jì)模式之一——策略模式,，探討其在AOP下的實(shí)現(xiàn)。

1策略模式

　　11策略模式結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)前,，設(shè)計(jì)模式種類(lèi)最為經(jīng)典的有23種,，可以歸納分為三大類(lèi),，即創(chuàng)建型模式、行為型模式和結(jié)構(gòu)型模式,。策略模式為行為型模式之一,，它定義一系列算法，并且將這一系列的算法封裝成為策略類(lèi),，使這些策略類(lèi)相互獨(dú)立又可以相互替換,，向外則提供公共的接口即策略接口。策略類(lèi)的調(diào)用完全取決于調(diào)用者,，這使得當(dāng)需求或者說(shuō)策略算法發(fā)生改變時(shí),，只需新增策略類(lèi)，而無(wú)需修改其他代碼,，從而不會(huì)影響到用戶,，使得策略類(lèi)獨(dú)立于用戶而變化?？偟膩?lái)說(shuō),，策略模式是對(duì)算法的包裝，是把使用算法的責(zé)任和算法本身分離開(kāi)來(lái),，委派給不同的對(duì)象管理［7］,。策略模式定義以下三種角色，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。

　　策略模式提倡“針對(duì)接口編程”的模式,，而使用接口的目的是為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)或者說(shuō)是指定一種強(qiáng)制的規(guī)定［3］。使用策略模式是由用戶/開(kāi)發(fā)者發(fā)起并根據(jù)其具體的需求,、具體的操作決定調(diào)用哪種具體的策略類(lèi),。當(dāng)前，策略模式的使用十分廣泛,，例如：JDK中的Comparable,、Comparator接口，Swing中的布局管理器LayoutManager,，邊界類(lèi)Border等,。

12AOP

　　AOP（Aspect Oriented Programming）即面向切面編程，是近些年來(lái)開(kāi)始流行的一種新的編程范式,。AOP為開(kāi)發(fā)者提供一種描述橫切關(guān)注點(diǎn)的機(jī)制,，并能夠自動(dòng)將橫切關(guān)注點(diǎn)織入到面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)了橫切關(guān)注點(diǎn)的模塊化［8］,。AOP的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,。

　　AOP可以說(shuō)是OOP的一種改進(jìn)或者補(bǔ)充。OOP能夠很好地實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)中類(lèi)從上到下的縱向關(guān)系,，解決模塊功能的角色劃分問(wèn)題,，使得很多的關(guān)注點(diǎn)都模塊化。然而,，OOP在處理橫向問(wèn)題即橫切關(guān)注點(diǎn)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)代碼交織/混亂,、代碼分散等問(wèn)題。其實(shí)質(zhì)在于OOP傾向處理的是“一維空間”的問(wèn)題,，而橫切關(guān)注點(diǎn)則是將其變成二維空間上的問(wèn)題,，這使得OOP在實(shí)現(xiàn)二維問(wèn)題時(shí)使用很糟糕的映射。當(dāng)前,，實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)有很多,，如AspectJ，Aspect Werkz,，AspectC++,，Jboss AOP，Spring AOP,，AOP/ST,，DynInst，Nanning等,。從編織的方式可以分為靜態(tài)編織和動(dòng)態(tài)編織,；從編織的時(shí)刻可以分為編譯時(shí)編織、載入時(shí)編織和運(yùn)行時(shí)編織三大類(lèi)別,。而實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)的實(shí)質(zhì)即動(dòng)態(tài)代理?，F(xiàn)在比較流行的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理的模式主要有：JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理。本文將使用Spring AOP框架實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)［9］,。

2策略模式在AOP具體實(shí)現(xiàn)

　　AOP（面向切面編程）比較擅長(zhǎng)處理那些分散在各個(gè)模塊中又有別于核心業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)的公共功能需求,，例如日志、安全性,、性能監(jiān)測(cè),、異常捕獲等。下面將以各個(gè)模塊中的日志處理為例進(jìn)行討論,。在軟件開(kāi)發(fā)特別是WEB開(kāi)發(fā)中,，經(jīng)常采用MVC模式，而DAO層一般用來(lái)作為數(shù)據(jù)訪問(wèn)層,。操作數(shù)據(jù)無(wú)非就是增刪改查操作,，在增刪改查數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行日志生成，操作數(shù)據(jù)日志又可細(xì)分為增,、刪,、改、查4種日志,，即4種日志策略,，部分實(shí)現(xiàn)代碼如下：

　　//日志策略接口

　　public interface LogStrategy {

　　public void log();

　　}

　　//保存數(shù)據(jù)日志策略實(shí)現(xiàn)類(lèi)

　　public class LogStrategyImpSave implements LogStrategy{

　　private Loggerlogger = Logger.getLogger(this.getClass());

　　@Override

　　//其他策略實(shí)現(xiàn)類(lèi)只需分別實(shí)現(xiàn)log方法,，其他地方相同

　　public void log() {

　　logger.info("保存數(shù)據(jù)...");

　　// 定義處理保存數(shù)據(jù)日志的切面類(lèi)

　　public class UserSaveDaoAspect {

　　private LogStrategy logStrategy; //getter、setter方法省略

　　//環(huán)繞通知

　　@Around(value="pointCutMehtod()")

　　publicvoid around(ProceedingJoinPoint pjp){try {Object object= pjp.proceed();

　　21分析

　　當(dāng)需求發(fā)生變化如增刪改查日志的格式改變了,，這時(shí)只需新增實(shí)現(xiàn)日志策略接口LogStrategy,，并根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)里面的方法，然后在配置文件中注冊(cè)類(lèi)的bean信息并修改注入到logStrategy屬性的信息,，而不需要修改其他類(lèi)的代碼,，這也符合軟件開(kāi)發(fā)的“修改封閉，擴(kuò)展開(kāi)放”的原則,。

　　22與傳統(tǒng)基于OOP的策略模式對(duì)比

　　上述舉例為J2EE軟件開(kāi)發(fā)中DAO層的日志處理,，而事實(shí)上在其他分層中如service層、action層等很多地方都需要日志處理,。對(duì)于傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式則需要在每一處都調(diào)用日志策略具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)的方法,，這種重復(fù)的工作使得代碼看起來(lái)臃腫、不易于維護(hù),，即代碼混亂,、代碼分散；而對(duì)于基于AOP的策略模式則只需定義好切面類(lèi)和切入點(diǎn),，并在切面類(lèi)中的環(huán)繞通知里調(diào)用公共功能,，這里即為日志處理的方法，并配置好配置文件信息即可,，而不需要在每處進(jìn)行日志處理,。

　　對(duì)于較為復(fù)雜的策略模式，如在處理復(fù)雜業(yè)務(wù)需求時(shí),，往往不僅使用一個(gè)策略實(shí)現(xiàn)類(lèi),，而且需要使用多組策略類(lèi)別下的策略實(shí)現(xiàn)類(lèi)才能實(shí)現(xiàn)需求?？梢越Y(jié)合設(shè)計(jì)模式中另外一種模式即責(zé)任鏈模式,，把策略模式改裝為“鏈?zhǔn)健辈呗阅Ｊ健?/p>

3對(duì)比分析

　　通常用軟件的復(fù)雜度來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)軟件/算法的好壞，即“簡(jiǎn)單就是可靠的”,。本文將使用下面4個(gè)指標(biāo)來(lái)對(duì)比和評(píng)價(jià)傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式與基于AOP的策略模式,。

　　（1）圈復(fù)雜度（CC）：用于衡量模塊中的判定結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,。圈復(fù)雜度越大其質(zhì)量一般越低,，越難以維護(hù)。業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)一般小于等于15,。

　?。?）扇出復(fù)雜度（FOC）：用于衡量模塊間的層次調(diào)用（調(diào)用下級(jí)模塊）情況。扇出復(fù)雜度高，則表示模塊的復(fù)雜度高,，需要控制和協(xié)調(diào)過(guò)多的下級(jí)模塊,。業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)一般小于等于20。

　?。?）無(wú)注解編碼語(yǔ)句（NCSS）：在文件,、類(lèi)和方法中一般分別小于等于2 000、1 500,、50。

　?。?）N條路徑復(fù)雜度（NPath）：表示一個(gè)方法中各種可能的執(zhí)行路徑總和,。業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)一般小于等于200。

　　本節(jié)將測(cè)試上述第2節(jié)中實(shí)現(xiàn)的例子即J2EE軟件開(kāi)發(fā)中的日志處理,，其各個(gè)復(fù)雜度指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示,。表1各個(gè)復(fù)雜度指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模式CCFOCNCSSNPath基于OOP的策略模式16171 328185基于AOP的策略模式7111 042137

　　從表1可以看出，基于AOP的策略模式相對(duì)于傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式在各個(gè)復(fù)雜度指標(biāo)上都大大降低,。因?yàn)榛贏OP的策略模式把分散在各個(gè)模塊中的公共功能的業(yè)務(wù)邏輯封裝成一個(gè)切面類(lèi),，然后再織入到各個(gè)模塊中，而不是如傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式那樣直接在各個(gè)模塊中重復(fù)編寫(xiě)那些公共功能的實(shí)現(xiàn),，大大降低了代碼的復(fù)雜度,。這也表明基于AOP的策略模式很好地解決了傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式出現(xiàn)的代碼分散、代碼混亂的問(wèn)題,，是軟件開(kāi)發(fā)中對(duì)于在各個(gè)模塊中都有的公共功能問(wèn)題的很好的解決方案,。

4應(yīng)用場(chǎng)景

　　策略模式將一系列的策略算法封裝成相互獨(dú)立又可相互替換的“針對(duì)接口編程”的模式，而AOP是一種擅長(zhǎng)于處理橫向關(guān)系,，將各個(gè)模塊中有別于核心業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)的公共功能局部化,、模塊化的新的編程范式，兩者皆是為了提高軟件的可擴(kuò)展性,、可復(fù)用性,。基于AOP的策略模式不僅在處理軟件中橫向關(guān)系需求時(shí)顯得游刃有余,，并且使得軟件開(kāi)發(fā)中開(kāi)發(fā)人員各司其職,。某一領(lǐng)域的專(zhuān)家不可能同時(shí)對(duì)加密、性能,、同步,、訪問(wèn)控制、分布等都熟悉精通,，而只需知道對(duì)應(yīng)的功能接口的調(diào)用就可以,。基于AOP的策略模式可以應(yīng)用在以下方面：

　　(1)系統(tǒng)中模塊間的公共功能,，且未來(lái)可能發(fā)生需求變化,。如日志,、安全性、性能監(jiān)測(cè),、異常捕獲,、認(rèn)證、加密等,。

　　(2)模塊間的插件,。各個(gè)插件即是各種算法功能的策略實(shí)現(xiàn)類(lèi)，也可在其中添加“鉤子”函數(shù),，使插件具備可插拔,。

　　(3)模塊間的個(gè)性化定制。個(gè)性化的定制是未來(lái)對(duì)用戶最具魅力的功能,，也是未來(lái)個(gè)性化軟件的方向,。事先將各種個(gè)性化選擇封裝在策略實(shí)現(xiàn)類(lèi)中，其基于AOP的實(shí)現(xiàn)使得個(gè)性化的選擇效果應(yīng)用在各個(gè)模塊中,。

5結(jié)論

　　基于OOP的策略模式雖然已經(jīng)可以很好地實(shí)現(xiàn)策略模式,，將一系列策略算法封裝成相互獨(dú)立、相互可替換的策略實(shí)現(xiàn)類(lèi),，大大提高軟件的可重用性和可擴(kuò)展性,，但是由于OOP本身存在的局限性即在解決軟件需求中橫向關(guān)系時(shí)可能出現(xiàn)代碼混亂、代碼分散等問(wèn)題,，使得基于OOP的策略模式在處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)代碼可讀性差,、效率低、代碼質(zhì)量差,、代碼重用率低以及難以維護(hù)難以擴(kuò)展等,。本文利用AOP處理橫切關(guān)注點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，提出基于AOP的策略模式,，很好地解決了傳統(tǒng)基于OOP的策略模式的問(wèn)題,。

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