摘要：在當(dāng)前軟件需求越來越復(fù)雜的時代,，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。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、代碼混亂問題,；接著進(jìn)行復(fù)雜度方面的實(shí)驗(yàn)對比分析,；最后分析基于AOP的策略模式可能的應(yīng)用場景。

　　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”之稱的美國加利福尼亞大學(xué)Christopher Alexander博士給出其經(jīng)典的定義：每個模式都描述環(huán)境中不斷出現(xiàn)的問題,，提出該問題的解決方案的核心,。通過這種方式，可以無數(shù)次地使用那些已有的解決方案,，無須再重復(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)過無數(shù)次實(shí)踐,，加以分類、整理,，并從中提取出的在特定場景下解決一般設(shè)計(jì)問題的方法總結(jié),。可以說它是一種解決一類特定問題的模板或者現(xiàn)在所說的最佳實(shí)踐,。設(shè)計(jì)模式的提出與應(yīng)用,，使得在軟件開發(fā)過程中，編寫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發(fā)過程中出現(xiàn)的大部分問題和需求，但是隨著軟件開發(fā)需求越來越多,，業(yè)務(wù)邏輯越來越復(fù)雜,，在解決一些復(fù)雜的需求時，策略模式這種基于OOP的實(shí)現(xiàn)越來越顯示出它的局限性,。OOP這種面向?qū)ο缶幊痰乃枷?，雖然解決了軟件開發(fā)中劃分角色的問題，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)系時卻顯得很無力。如在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個模塊都存在的公共功能,，例如日志,、安全性、性能監(jiān)測,、異常捕獲等時,，如果仍用OOP技術(shù)，就可能導(dǎo)致代碼混亂,、分散等問題,，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),，通過把上述公共功能封裝成一個獨(dú)立的模塊即稱之為“切面”［4-6］，然后把它織入到各個模塊中,。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)模式種類最為經(jīng)典的有23種，可以歸納分為三大類,，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,，使這些策略類相互獨(dú)立又可以相互替換,，向外則提供公共的接口即策略接口,。策略類的調(diào)用完全取決于調(diào)用者，這使得當(dāng)需求或者說策略算法發(fā)生改變時,，只需新增策略類,，而無需修改其他代碼，從而不會影響到用戶,，使得策略類獨(dú)立于用戶而變化,。總的來說,，策略模式是對算法的包裝,，是把使用算法的責(zé)任和算法本身分離開來，委派給不同的對象管理［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)或者說是指定一種強(qiáng)制的規(guī)定［3］,。使用策略模式是由用戶/開發(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,。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Border等,。

12AOP

　　AOP（Aspect Oriented Programming）即面向切面編程,，是近些年來開始流行的一種新的編程范式。AOP為開發(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)軟件開發(fā)中類從上到下的縱向關(guān)系，解決模塊功能的角色劃分問題,，使得很多的關(guān)注點(diǎn)都模塊化,。然而，OOP在處理橫向問題即橫切關(guān)注點(diǎn)時將會出現(xiàn)代碼交織/混亂,、代碼分散等問題,。其實(shí)質(zhì)在于OOP傾向處理的是“一維空間”的問題，而橫切關(guān)注點(diǎn)則是將其變成二維空間上的問題，這使得OOP在實(shí)現(xiàn)二維問題時使用很糟糕的映射,。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)編織和動態(tài)編織；從編織的時刻可以分為編譯時編織,、載入時編織和運(yùn)行時編織三大類別,。而實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)的實(shí)質(zhì)即動態(tài)代理。現(xiàn)在比較流行的實(shí)現(xiàn)動態(tài)代理的模式主要有：JDK動態(tài)代理和CGLIB動態(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）比較擅長處理那些分散在各個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、異常捕獲等,。下面將以各個模塊中的日志處理為例進(jìn)行討論,。在軟件開發(fā)特別是WEB開發(fā)中，經(jīng)常采用MVC模式,，而DAO層一般用來作為數(shù)據(jù)訪問層,。操作數(shù)據(jù)無非就是增刪改查操作，在增刪改查數(shù)據(jù)時應(yīng)對其進(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

　　public class LogStrategyImpSave implements LogStrategy{

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

　　@Override

　　//其他策略實(shí)現(xiàn)類只需分別實(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

　　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類的bean信息并修改注入到logStrategy屬性的信息，而不需要修改其他類的代碼，這也符合軟件開發(fā)的“修改封閉,，擴(kuò)展開放”的原則。

　　22與傳統(tǒng)基于OOP的策略模式對比

　　上述舉例為J2EE軟件開發(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)類的方法,，這種重復(fù)的工作使得代碼看起來臃腫,、不易于維護(hù)，即代碼混亂,、代碼分散,；而對于基于AOP的策略模式則只需定義好切面類和切入點(diǎn)，并在切面類中的環(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，往往不僅使用一個策略實(shí)現(xiàn)類,，而且需要使用多組策略類別下的策略實(shí)現(xiàn)類才能實(shí)現(xiàn)需求,。可以結(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對比分析

　　通常用軟件的復(fù)雜度來評價一個軟件/算法的好壞,，即“簡單就是可靠的”。本文將使用下面4個指標(biāo)來對比和評價傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式與基于AOP的策略模式,。

　?。?）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)過多的下級模塊,。業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)一般小于等于20。

　?。?）無注解編碼語句（NCSS）：在文件,、類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)將測試上述第2節(jié)中實(shí)現(xiàn)的例子即J2EE軟件開發(fā)中的日志處理,，其各個復(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的策略模式相對于傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式在各個復(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模塊中的公共功能的業(yè)務(wù)邏輯封裝成一個切面類，然后再織入到各個模塊中,，而不是如傳統(tǒng)的基于OOP的策略模式那樣直接在各個模塊中重復(fù)編寫那些公共功能的實(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,、代碼混亂的問題,，是軟件開發(fā)中對于在各個模塊中都有的公共功能問題的很好的解決方案。

4應(yīng)用場景

　　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“針對接口編程”的模式,，而AOP是一種擅長于處理橫向關(guān)系,，將各個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?；贏OP的策略模式不僅在處理軟件中橫向關(guān)系需求時顯得游刃有余,，并且使得軟件開發(fā)中開發(fā)人員各司其職。某一領(lǐng)域的專家不可能同時對加密,、性能,、同步、訪問控制,、分布等都熟悉精通,，而只需知道對應(yīng)的功能接口的調(diào)用就可以?；贏OP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,，且未來可能發(fā)生需求變化。如日志,、安全性,、性能監(jiān)測、異常捕獲,、認(rèn)證,、加密等,。

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

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

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，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)系時可能出現(xiàn)代碼混亂,、代碼分散等問題，使得基于OOP的策略模式在處理這類問題時代碼可讀性差,、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,，提出基于AOP的策略模式，很好地解決了傳統(tǒng)基于OOP的策略模式的問題,。

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