设计模式在项目中的运用

一、如何管理庞大而复杂的项目开发？

1、从设计原则和思想的角度来看，如何应对庞大而复杂的项目开发？

① 封装与抽象：

“一切皆文件”:封装了不同类型设备的访问细节，抽象为统一的文件访问方式，更高层的代码就能基于统一的访问方式，来访问底层不同类型的设备。这样做的好处是，隔离底层设备访问的复杂性。统一的访问方式能够简化上层代码的编写，并且代码更容易复用。

② 分层与模块化：

a、模块化：

每个小的团队聚焦于一个独立的高内聚模块来开发，最终像搭积木一样，将各个模块组装起来，构建成一个超级复杂的系统。

b、分层：

每一层都对上层封装实现细节，暴露抽象的接口来调用。而且，任意一层都可以被重新实现，不会影响到其他层的代码。

面对复杂系统的开发，我们要善于应用分层技术，把容易复用、跟具体业务关系不大的代码，尽量下沉到下层，把容易变动、跟具体业务强相关的代码，尽量上移到上层。

③ 基于接口通信：

在设计模块（module）或者层（layer）要暴露的接口的时候，我们要学会隐藏实现，接口从命名到定义都要抽象一些，尽量少涉及具体的实现细节。

④ 高内聚、松耦合：

能让我们在修改或者阅读代码的时候，聚集到在一个小范围的模块或者类中，不需要了解太多其他模块或类的代码，让我们的焦点不至于太发散，也就降低了阅读和修改代码的难度。

比如封装、抽象、分层、模块化、基于接口通信，都能有效地实现代码的高内聚、松耦合。

⑤ 为扩展而设计

⑥ KISS 首要原则：

简单清晰、可读性好，是任何大型软件开发要遵循的首要原则。

如果你对现有代码的逻辑似懂非懂，抱着尝试的心态去修改代码，引入 bug 的可能性就会很大。

在参与大型项目开发的时候，要尽量避免过度设计、过早优化，在扩展性和可读性有冲突的时候，或者在两者之间权衡，模棱两可的时候，应该选择遵循 KISS 原则，首选可读性。

⑦ 最小惊奇原则：

等同于“遵守开发规范”

2、从研发管理和开发技巧的角度来看，如何应对庞大而复杂的项目开发？

① 吹毛求疵般地执行编码规范

② 编写高质量的单元测试：

底层细粒度的代码 bug 少了，组合起来构建而成的整个系统的 bug 也就相应的减少了。

③ 不流于形式的 Code Review

④ 开发未动、文档先行

⑤ 持续重构、重构、重构

⑥ 对项目与团队进行拆分

面对大型复杂项目，我们不仅仅需要对代码进行拆分，还需要对研发团队进行拆分，比如模块化、分层等

3、聚焦在 Code Review 上来看，如何通过 Code Reviwe 保持项目的代码质量？

① 上线前对上线功能进行Code Review

二、如何发现和开放通用的功能模块？

1、如何发现通用的功能模块？

① 复用

② 业务无关

2、如何开发通用的功能模块？

① 对于这些类库、框架、功能组件的开发，我们不能闭门造车，要把它们当作“产品”来开发。这个产品是一个“技术产品”，我们的目标用户是“程序员”，解决的是他们的“开发痛点”。我们要多换位思考，站在用户的角度上，来想他们到底想要什么样的功能。

例如：具体到 Google Guava，它是一个开发类库，目标用户是 Java 开发工程师，解决用户主要痛点是，相对于 JDK，提供更多的工具类，简化代码编写，比如，它提供了用来判断 null 值的 Preconditions 类；Splitter、Joiner、CharMatcher 字符串处理类；Multisets、Multimaps、Tables 等更丰富的 Collections 类等等。

三、使用spring 框架的好处：

1、解耦业务和非业务开发、让程序员聚焦在业务开发上；

2、隐藏复杂实现细节、降低开发难度、减少代码 bug；

3、实现代码复用、节省开发时间；

4、规范化标准化项目开发、降低学习和维护成本等等。实

四、Spring 框架蕴含的设计思想

1、约定优于配置：

① 就是提供配置的默认值，优先使用默认值。

例如：基于约定，代码中定义的 Order 类就对应数据库中的“order”表。只有在偏离这一约定的时候，例如数据库中表命名为“order_info”而非“order”，我们才需要显示地去配置类与表的映射关系（Order 类 ->order_info 表）。

2、低侵入、松耦合：

① Spring 提供的 IOC 容器，在不需要 Bean 继承任何父类或者实现任何接口的情况下，仅仅通过配置，就能将它们纳入进 Spring 的管理中。如果我们换一个 IOC 容器，也只是重新配置一下就可以了，原有的 Bean 都不需要任何修改。

② Spring 提供的 AOP 功能，也体现了低侵入的特性。在项目中，对于非业务功能，比如请求日志、数据采点、安全校验、事务等等，我们没必要将它们侵入进业务代码中。因为一旦侵入，这些代码将分散在各个业务代码中，删除、修改的成本就变得很高。而基于 AOP 这种开发模式，将非业务代码集中放到切面中，删除、修改的成本就变得很低了。

3、模块化、轻量级：

4、再封装、再抽象

Spring 不仅仅提供了各种 Java 项目开发的常用功能模块，而且还对市面上主流的中间件、系统的访问类库，做了进一步的封装和抽象，提供了更高层次、更统一的访问接口。

比如，Spring 提供了 spring-data-redis 模块，对 Redis Java 开发类库（比如 Jedis、Lettuce）做了进一步的封装，适配 Spring 的访问方式，让编程访问 Redis 更加简单。

五、Spring中支持扩展的设计模式：

1、观察者模式在 Spring 中的应用


// Event事件
public class DemoEvent extends ApplicationEvent {
  private String message;

  public DemoEvent(Object source, String message) {
    super(source);
  }

  public String getMessage() {
    return this.message;
  }
}

// Listener监听者
@Component
public class DemoListener implements ApplicationListener<DemoEvent> {
  @Override
  public void onApplicationEvent(DemoEvent demoEvent) {
    String message = demoEvent.getMessage();
    System.out.println(message);
  }
}

// Publisher发送者
@Component
public class DemoPublisher {
  @Autowired
  private ApplicationContext applicationContext;

  public void publishEvent(DemoEvent demoEvent) {
    this.applicationContext.publishEvent(demoEvent);
  }
}

2、模板模式在 Spring 中的应用

① Spring Bean 的创建过程，可以大致分为两大步：对象的创建和对象的初始化。

② 对象的创建是通过反射来动态生成对象，而不是 new 方法。不管是哪种方式，说白了，总归还是调用构造函数来生成对象，没有什么特殊的。

模板模式在Spring Bean中创建使用示例：


public class DemoClass {
  //...
  
  public void initDemo() {
    //...初始化..
  }
}

// 配置：需要通过init-method显式地指定初始化方法
<bean id="demoBean" class="com.xzg.cd.DemoClass" init-method="initDemo"></bean>

这种初始化方式有一个缺点，初始化函数并不固定，由用户随意定义，这就需要 Spring 通过反射，在运行时动态地调用这个初始化函数。而反射又会影响代码执行的性能

③ Spring 针对对象的初始化过程，还做了进一步的细化，将它拆分成了三个小步骤：初始化前置操作、初始化、初始化后置操作。其中，中间的初始化操作就是我们刚刚讲的那部分，初始化的前置和后置操作，定义在接口 BeanPostProcessor 中。BeanPostProcessor 的接口定义如下所示：


public interface BeanPostProcessor {
  Object postProcessBeforeInitialization(Object var1, String var2) throws BeansException;

  Object postProcessAfterInitialization(Object var1, String var2) throws BeansException;
}

六、MyBatis如何权衡易用性、性能和灵活性？

1、Mybatis 和 ORM 框架介绍

① MyBatis 是一个 ORM（Object Relational Mapping，对象 - 关系映射）框架

② MyBatis 依赖 JDBC 驱动，所以，在项目中使用 MyBatis，除了需要引入 MyBatis 框架本身（mybatis.jar）之外，还需要引入 JDBC 驱动（比如，访问 MySQL 的 JDBC 驱动实现类库 mysql-connector-java.jar）。将两个 jar 包引入项目之后，我们就可以开始编程了。使用 MyBatis 来访问数据库中用户信息的代码如下所示：


// 1. 定义UserDO
public class UserDo {
  private long id;
  private String name;
  private String telephone;
  // 省略setter/getter方法
}

// 2. 定义访问接口
public interface UserMapper {
  public UserDo selectById(long id);
}

// 3. 定义映射关系：UserMapper.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org/DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd" >
<mapper namespace="cn.xzg.cd.a87.repo.mapper.UserMapper">
    <select id="selectById" resultType="cn.xzg.cd.a87.repo.UserDo">
        select * from user where id=#{id}
    </select>
</mapper>

// 4. 全局配置文件: mybatis.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <environments default="dev">
        <environment id="dev">
            <transactionManager type="JDBC"></transactionManager>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver" />
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8" />
                <property name="username" value="root" />
                <property name="password" value="..." />
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <mappers>
        <mapper resource="mapper/UserMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

在使用 MyBatis 的实现方式中，类字段与数据库字段之间的映射关系、接口与 SQL 之间的映射关系，是写在 XML 配置文件中的，是跟代码相分离的，这样会更加灵活、清晰，维护起来更加方便。

2、如何利用职责链与代理模式实现MyBatis Plugin？

例如：假设我们需要统计应用中每个 SQL 的执行耗时，如果使用 MyBatis Plugin 来实现的话，我们只需要定义一个 SqlCostTimeInterceptor 类，让它实现 MyBatis 的 Interceptor 接口，并且，在 MyBatis 的全局配置文件中，简单声明一下这个插件就可以了。具体的代码和配置如下所示


@Intercepts({
        @Signature(type = StatementHandler.class, method = "query", args = {Statement.class, ResultHandler.class}),
        @Signature(type = StatementHandler.class, method = "update", args = {Statement.class}),
        @Signature(type = StatementHandler.class, method = "batch", args = {Statement.class})})
public class SqlCostTimeInterceptor implements Interceptor {
  private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SqlCostTimeInterceptor.class);

  @Override
  public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
    Object target = invocation.getTarget();
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    StatementHandler statementHandler = (StatementHandler) target;
    try {
      return invocation.proceed();
    } finally {
      long costTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
      BoundSql boundSql = statementHandler.getBoundSql();
      String sql = boundSql.getSql();
      logger.info("执行 SQL：[ {} ]执行耗时[ {} ms]", sql, costTime);
    }
  }

  @Override
  public Object plugin(Object target) {
    return Plugin.wrap(target, this);
  }

  @Override
  public void setProperties(Properties properties) {
    System.out.println("插件配置的信息："+properties);
  }
}

<!-- MyBatis全局配置文件：mybatis-config.xml -->
<plugins>
  <plugin interceptor="com.xzg.cd.a88.SqlCostTimeInterceptor">
    <property name="someProperty" value="100"/>
  </plugin>
</plugins>

我们只重点看下 @Intercepts 注解这一部分。

我们知道，不管是拦截器、过滤器还是插件，都需要明确地标明拦截的目标方法。

@Intercepts 注解实际上就是起了这个作用。其中，@Intercepts 注解又可以嵌套 @Signature 注解。一个 @Signature 注解标明一个要拦截的目标方法。如果要拦截多个方法，我们可以像例子中那样，编写多条 @Signature 注解。

@Signature 注解包含三个元素：type、method、args。其中，type 指明要拦截的类、method 指明方法名、args 指明方法的参数列表。通过指定这三个元素，我们就能完全确定一个要拦截的方法。

默认情况下，MyBatis Plugin 允许拦截的方法有下面这样几个：

为什么默认允许拦截的是这样几个类的方法呢？

MyBatis 底层是通过 Executor 类来执行 SQL 的。Executor 类会创建 StatementHandler、ParameterHandler、ResultSetHandler 三个对象，并且，首先使用 ParameterHandler 设置 SQL 中的占位符参数，然后使用 StatementHandler 执行 SQL 语句，最后使用 ResultSetHandler 封装执行结果。所以，我们只需要拦截 Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler 这几个类的方法，基本上就能满足我们对整个 SQL 执行流程的拦截了。

七、面向对象设计与实现：

① 划分职责识别类

② 定义属性（名词）和方法（动词）

③ 定义类之间的交互关系

④ 组装类并提供执行入口。

八、接口请求超时幂等处理：

1、“幂等”原理：

幂等的意思是，针对同一个接口，多次发起同一个业务请求，必须保证业务只执行一次。

2、幂等处理流程

① 由幂等框架来统一提供幂等号生成算法的代码实现，并封装成开发类库，提供给各个调用方复用。

② 幂等号随着请求传递到接口实现方之后，接口实现方将幂等号解析出来，传递给幂等框架。

③ 幂等框架先去数据库（比如 Redis）中查找这个幂等号是否已经存在。