一个spring-boot自动注入策略工厂的starter (设计模式:策略模式 工厂模式 单例模式)
这个项目写了几天了 想写个博客记录一下 这个心路历程 也是和大家的一份分享 但是比较懒 一直没写 今天是2020年12月31日 2020年的最后一天了 这一年发生了一些众所周知的事情 想到这些事 我提起笔想记录一下
代码链接
项目需求
最近在做 数据可视化 的项目 有一些excel导入的结构化数据. 虽然数据比较完整的 有一部分是从其他系统中导出的数据 但是也有一部分是手填的数据 还是需要做一下数据审计的 把 缺失值 异常值 偏离值 找出来
- 缺失值 : NULL NONE NaN 空格 空字符
- 异常值 : 0值 负值 小于1的数
- 离群值: 箱线图模型超过上界下界的值
在这里插入图片描述
简单技术实现
遍历数据库表的字段 查找 缺失值 异常值 加入列表 再把列表合并成了 异常值 的列表
for(String table : tableList){
for(String field : fieldList){
// 数据库中查询到的数据
List这是一个简单的实现了 可以满足我们的要求 但是问题来了 我们是通过嵌套 if else 的方式 来获取数据的 当我们的表和字段发生了改变我们再来 修改数据是很麻烦的 这不符合 开闭原则(对扩展开放,对修改关闭) 代码也不优雅 会影响我们对代码的复用以及后续的维护
那么我们需要对代码进行重构
代码重构-使用策略模式
这段代码中 我们需要对不同表的指定几个字段进行处理 也需要对不同的异常值类型进行处理 那么我们可以
- 将表定义为一个策略
- 将异常值类型定义为一个策略
表的策略中包括了需要处理的字段 然后字段需要处理的异常值类型通过表策略定义
策略的实现需要继承自策略接口 这样我们再利用 spring-boot 的Map注入 将所有的策略实现注入到一个Map中 我们可以根据名称直接get
表策略接口
需要两个方法 一个是获取全部字段的方法 一个是获取指定字段的数据
public interface IAuditStrategy {
List listField();
List 四个表策略实现
@Component("auditStrategy_one")
public class OneAuditStrategyImpl implements IAuditStrategy {
@Autowired
private Dao dao;
@Override
public List listField() {
List fieldList = new ArrayList<>();
fieldList.add("a");
fieldList.add("b");
fieldList.add("c");
fieldList.add("d");
return fieldList;
}
@Override
public List 异常值策略接口
可以设置异常类型 放入值 生成索引列表 值列表
数据结构: List< Map< String, Object > >
[
{
type: '空值',
indexList: [ 0 , 1 , 2 ],
...
}
]
public interface IAuditInvalidStrategy extends Strategy {
/**
* @param type 异常值类型
*/
void setType(String type);
/**
* @return 异常值类型
*/
String getType();
/**
* 手动设置值列表
*
* @param valueList 值列表
*/
void setValueList(List valueList);
/**
* 添加值
*
* @param value 值
*/
void addValue(T value);
/**
* 添加索引 需要维护一个索引列表
*
* @param index 索引
* @param value 值
*/
void addIndex(Integer index, T value);
/**
* 获取添加的索引列表
*
* @return 索引列表
*/
List getIndexList();
/**
* 添加异常值 map 添加后会清空索引列表 值列表
*
* @param map map
*/
void add(Map map);
/**
* 获取全部的map 获取后会清空 list
*
* @return 全部map
*/
List 异常值策略抽象类
抽象类是主要的对数据结构的实现 是策略核心方法的实现 异常值策略实现需要继承这个抽象类 定义了索引列表和值列表 以及全部的列表
简化了一些实现 文章里只展示业务逻辑
public abstract class AbsInvalidStrategy implements IAuditInvalidStrategy {
private String type;
private boolean isIndexEmpty = true;
private boolean isEmpty = true;
protected List valueList;
protected List indexList;
private List 异常值策略实现
主要的实现在抽象类里面已经实现了 不同的策略只需要实现 addIndex 方法 如果是当前异常类型就把索引加入索引列表
@Component("auditStrategyInvalid_零值")
public class AuditZeroStrategyImpl extends AbsInvalidStrategy {
@Override
public void addIndex(Integer index, T value) {
if (isZero(value)) {
beforeAddIndex();
indexList.add(index);
}
}
}
策略注入与使用
@Service
public class AuditService{
@Autowired
private Map auditStrategyMap;
@Autowired
private Map invalidStrategyMap;
public JSONArray audit(String table,String field,String type){
IAuditStrategy auditStrategy = auditStrategyMap.get("auditStrategy_"+table);
List 策略模式重构后的代码变得优雅了将实现与主业务逻辑解耦 如果需要再加入表字段 或者异常值处理类型 只需要创建对应的文件 实现策略接口 使用 @Component 注解 交由spring-boot管理 spring-boot 会自动注入到策略Map 我们只需要提供一个字符串就可以获取对应的策略 无需if else判断
成员变量 线程安全问题
spring-boot 中的 bean 是单例的 一个 bean 的成员变量会被多个线程访问 我们的异常值策略实现中的 indexlist 和 list 并发访问会出现 线程安全 的问题 这个时候我们可以引入一个策略工厂 strategyFatctory
public abstract class AbsInvalidStrategy implements IAuditInvalidStrategy {
protected List valueList;
protected List indexList;
private List spring-boot-starter 策略工厂
通过 spring-boot-starter 注入一个 策略工厂 每个线程从工厂中创建map避免共享成员变量导致的 线程安全 问题
1.策略注解
策略注解 结合了 @Component 会将策略注入到 spring-boot 中 可以通过默认的map方式注入 也可以通过 策略工厂 生产
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface StrategyComponent {
String value();
}
使用注解
@StrategyComponent("auditStrategy_one")
public class OneAuditStrategyImpl implements IAuditStrategy {
...
}
2.策略接口
策略接口只做为一个标识 没有任何的方法
public interface Strategy {
}
表策略和异常值策略接口继承策略接口
public interface IAuditStrategy extends Strategy {
...
}
public interface IAuditInvalidStrategy extends Strategy {
...
}
3.策略工厂
public class StrategyFactory {
// 策略工厂实例单例
private static volatile StrategyFactory instance = null;
// 策略接口Map<策略接口包名,Map<策略StrategyComponent名,策略实现类class>>
protected Map> interfaceStrategyMap;
private StrategyFactory() {
}
// 单例模式
static StrategyFactory getInstance() {
if (Objects.isNull(instance)) {
synchronized (StrategyFactory.class) {
if (Objects.isNull(instance)) {
instance = new StrategyFactory();
}
}
}
return instance;
}
void setMap(Map> interfaceStrategyMap) {
this.interfaceStrategyMap = interfaceStrategyMap;
}
/**
* 根据策略接口获取实现自该接口的所有策略实现
*
* @param strategyInterfaceClass 策略接口
* @param 策略接口类型
* @return 返回实现自该接口的所有策略实现的对象实例
*/
public Map getStrategyMap(Class strategyInterfaceClass) {
Map strategyMap = new HashMap<>();
// 从策略接口Map中获取实现自该接口的map
Map strategyClassMap = interfaceStrategyMap.get(strategyInterfaceClass.getName());
// 遍历map获取class文件生成策略对象实例
for (Map.Entry entry : strategyClassMap.entrySet()) {
Class strategyClass = entry.getValue();
T strategy = null;
try {
strategy = (T) strategyClass.newInstance();
} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
strategyMap.put(entry.getKey(), strategy);
}
return strategyMap;
}
}
策略工厂使用 通过
@Service
public class auditService{
@Autowired
private StrategyFactory strategyFactory;
public JSONArray audit(){
// 策略模式
Map auditStrategyMap = strategyFactory.getStrategyMap(IAuditStrategy.class);
}
}
4.配置
@Configuration
public class StrategyConfiguration {
@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;
/**
* 策略工厂 bean 生成
*
* @return 策略工厂 bean
*/
@ConditionalOnMissingBean
@Bean
public StrategyFactory getStrategyFactory() {
Map> strategyInterfaceMap = new HashMap<>();
// 获取实现自策略接口的所有strategyComponent bean
Map strategyMap = applicationContext.getBeansOfType(Strategy.class);
for (Map.Entry strategyEntry : strategyMap.entrySet()) {
// 策略实现bean的class
Class strategyClass = strategyEntry.getValue().getClass();
// 策略接口的包名列表
List interfaceNameList = getInterfaceNameList(strategyClass);
if (CollectionUtils.isEmpty(interfaceNameList)) {
continue;
}
// 遍历策略接口包名生成策略Map
for (String interfaceName : interfaceNameList) {
Map strategyClassMap = strategyInterfaceMap.get(interfaceName);
if (Objects.isNull(strategyClassMap)) {
strategyClassMap = new HashMap<>();
strategyInterfaceMap.put(interfaceName, strategyClassMap);
}
strategyClassMap.put(strategyEntry.getKey(), strategyClass);
}
}
// 策略工厂单例
StrategyFactory strategyFactory = StrategyFactory.getInstance();
// 放入全部的策略
strategyFactory.setMap(strategyInterfaceMap);
return strategyFactory;
}
/**
* 通过策略实现class 反射 获取实现的全部策略接口名称
*
* @param strategyClass
* @return
*/
private List getInterfaceNameList(Class strategyClass) {
List interfaceNameList = new ArrayList<>();
// 从递归全部父类中找到实现的接口
getExtendsOf(strategyClass, interfaceNameList);
return interfaceNameList;
}
/**
* 从递归全部父类中找到实现的接口
*
* @param strategyClass 当前类
* @param interfaceNameList 接口名称列表
*/
public void getExtendsOf(Class strategyClass, List interfaceNameList) {
// 获取父类
Class supperClass = strategyClass.getSuperclass();
if (Objects.nonNull(supperClass)) {
// 如果存在父类 递归调用
getExtendsOf(supperClass, interfaceNameList);
}
// 获取实现的接口数组
Class[] interfaces = strategyClass.getInterfaces();
if (ArrayUtils.isNotEmpty(interfaces)) {
// 获取继承自Strategy接口的策略接口
getImplementsOf(strategyClass, interfaceNameList);
}
}
/**
* 递归查找继承自Strategy接口的策略接口
*
* @param strategyClass 实现了策略接口的策略类
* @param interfaceNameList 策略接口名称列表
* @return 返回是否为Strategy
*/
public boolean getImplementsOf(Class strategyClass, List interfaceNameList) {
// 获取策略接口中的继承或者多继承的接口数组
Class[] interfaces = strategyClass.getInterfaces();
if (ArrayUtils.isNotEmpty(interfaces)) {
// 遍历接口查询继承自Strategy的接口
for (Class inter : interfaces) {
// 如果是Strategy返回true
if (Objects.equals(inter.getName(), Strategy.class.getName())) {
return true;
}
// 如果继承的接口列表中有Strategy 把接口包名加入列表
if (getImplementsOf(inter, interfaceNameList)) {
interfaceNameList.add(inter.getName());
}
}
}
return false;
}
}
spring-boot-starter
我们需要写一个 spring-boot-starter 在pom中引入这个starter 就会自动加载这个 策略工厂
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration = com.colagy.starter.strategy.StrategyConfiguration
代码连接