策略模式
策略模式是把策略(或者说是算法)从类中抽离出来
多个算法之前是兄弟关系,在要使用这些策略的类中组合这些策略的公共接口
可以选择在初始化时指定策略,也可以在运行时set不同的策略
策略模式的重心不是如何实现算法,而是如何组织、调用这些算法
策略模式在JDK中的应用:
在多线程编程中,我们经常使用线程池来管理线程,以减缓线程频繁的创建和销毁带来的资源的浪费,在创建线程池的时候,经常使用一个工厂类来创建线程池Executors,实际上Executors的内部使用的是类ThreadPoolExecutor.它有一个最终的构造函数如下:
1 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, 2 int maximumPoolSize, 3 long keepAliveTime, 4 TimeUnit unit, 5 BlockingQueue<Runnable> workQueue, 6 ThreadFactory threadFactory, 7 RejectedExecutionHandler handler) { 8 if (corePoolSize < 0 || 9 maximumPoolSize <= 0 || 10 maximumPoolSize < corePoolSize || 11 keepAliveTime < 0) 12 throw new IllegalArgumentException(); 13 if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) 14 throw new NullPointerException(); 15 this.corePoolSize = corePoolSize; 16 this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; 17 this.workQueue = workQueue; 18 this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); 19 this.threadFactory = threadFactory; 20 this.handler = handler; 21 }
corePoolSize:线程池中的核心线程数量,即使这些线程没有任务干,也不会将其销毁。
maximumPoolSize:线程池中的最多能够创建的线程数量。
keepAliveTime:当线程池中的线程数量大于corePoolSize时,多余的线程等待新任务的最长时间。
unit:keepAliveTime的时间单位。
workQueue:在线程池中的线程还没有还得及执行任务之前,保存任务的队列(当线程池中的线程都有任务在执行的时候,仍然有任务不断的提交过来,这些任务保存在workQueue队列中)。
threadFactory:创建线程池中线程的工厂。
handler:当线程池中没有多余的线程来执行任务,并且保存任务的多列也满了(指的是有界队列),对仍在提交给线程池的任务的处理策略。
RejectedExecutionHandler 是一个策略接口,用在当线程池中没有多余的线程来执行任务,并且保存任务的多列也满了(指的是有界队列),对仍在提交给线程池的任务的处理策略。
public interface RejectedExecutionHandler { /** *当ThreadPoolExecutor的execut方法调用时,并且ThreadPoolExecutor不能接受一个任务Task时,该方法就有可能被调用。 * 不能接受一个任务Task的原因:有可能是没有多余的线程来处理,有可能是workqueue队列中没有多余的位置来存放该任务,该方法有可能抛出一个未受检的异常RejectedExecutionException * @param r the runnable task requested to be executed * @param executor the executor attempting to execute this task * @throws RejectedExecutionException if there is no remedy */ void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor); }
该策略接口有四个实现类:
AbortPolicy:该策略是直接将提交的任务抛弃掉,并抛出RejectedExecutionException异常。
* A handler for rejected tasks that throws a * <tt>RejectedExecutionException</tt>. */ public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler { /** * Creates an <tt>AbortPolicy</tt>. */ public AbortPolicy() { } /** * Always throws RejectedExecutionException. * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task * @throws RejectedExecutionException always. */ public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { throw new RejectedExecutionException(); } }
DiscardPolicy:该策略也是将任务抛弃掉(对于提交的任务不管不问,什么也不做),不过并不抛出异常。
/** * A handler for rejected tasks that silently discards the * rejected task. */ public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler { /** * Creates a <tt>DiscardPolicy</tt>. */ public DiscardPolicy() { } /** * Does nothing, which has the effect of discarding task r. * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */ public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { } }
DiscardOldestPolicy:该策略是当执行器未关闭时,从任务队列workQueue中取出第一个任务,并抛弃这第一个任务,进而有空间存储刚刚提交的任务。使用该策略要特别小心,因为它会直接抛弃之前的任务。
/** * A handler for rejected tasks that discards the oldest unhandled * request and then retries <tt>execute</tt>, unless the executor * is shut down, in which case the task is discarded. */ public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler { /** * Creates a <tt>DiscardOldestPolicy</tt> for the given executor. */ public DiscardOldestPolicy() { } /** * Obtains and ignores the next task that the executor * would otherwise execute, if one is immediately available, * and then retries execution of task r, unless the executor * is shut down, in which case task r is instead discarded. * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */ public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) { e.getQueue().poll(); e.execute(r); } } }
CallerRunsPolicy:该策略并没有抛弃任何的任务,由于线程池中已经没有了多余的线程来分配该任务,该策略是在当前线程(调用者线程)中直接执行该任务。
/** * A handler for rejected tasks that runs the rejected task * directly in the calling thread of the {@code execute} method, * unless the executor has been shut down, in which case the task * is discarded. */ public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler { /** * Creates a {@code CallerRunsPolicy}. */ public CallerRunsPolicy() { } /** * Executes task r in the caller's thread, unless the executor * has been shut down, in which case the task is discarded. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */ public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) { r.run(); } } }
类ThreadPoolExecutor中持有一个RejectedExecutionHandler接口的引用,以便在构造函数中可以由外部客户端自己制定具体的策略并注入。下面看一下其类图:
策略模式的优点:
1.策略模式的功能就是通过抽象、封装来定义一系列的算法,使得这些算法可以相互替换,所以为这些算法定义一个公共的接口,以约束这些算法的功能实现。如果这些算法具有公共的功能,可以将接口变为抽象类,将公共功能放到抽象父类里面。
2.策略模式的一系列算法是可以相互替换的、是平等的,写在一起就是if-else组织结构,如果算法实现里又有条件语句,就构成了多重条件语句,可以用策略模式,避免这样的多重条件语句。
3.扩展性更好:在策略模式中扩展策略实现非常的容易,只要新增一个策略实现类,然后在使用策略实现的地方,使用这个新的策略实现就好了。
策略模式的缺点:
1.客户端必须了解所有的策略,清楚它们的不同:
如果由客户端来决定使用何种算法,那客户端必须知道所有的策略,清楚各个策略的功能和不同,这样才能做出正确的选择,但是这暴露了策略的具体实现。
2.增加了对象的数量:
由于策略模式将每个具体的算法都单独封装为一个策略类,如果可选的策略有很多的话,那对象的数量也会很多。
3.只适合偏平的算法结构:
由于策略模式的各个策略实现是平等的关系(可相互替换),实际上就构成了一个扁平的算法结构。即一个策略接口下面有多个平等的策略实现(多个策略实现是兄弟关系),并且运行时只能有一个算法被使用。这就限制了算法的使用层级,且不能被嵌套。
总结:
首先策略或者算法应该是扁平结构,不能互相调用,然后策略要有区别性(网上各种举例的不同用户打几折就直接传入不通折扣就好了呗),共性的可以抽出来,每个策略中是自己个性的。