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深度解析策略模式：从理论到企业级实战应用

news 2025/6/26 4:10:17

一、策略模式的本质：面向接口的算法工厂

策略模式（Strategy Pattern）是行为型设计模式的典型代表，其核心思想是将算法族抽象为独立对象，使其能够相互替换。这种模式完美体现了以下面向对象设计原则：

  1. 开闭原则（OCP）：新增策略无需修改已有代码

  2. 单一职责原则（SRP）：每个策略只负责特定算法

  3. 依赖倒置原则（DIP）：高层模块依赖抽象而非具体实现

UML类图：

二、策略模式的三种典型实现方式

1. 基础版实现（传统方式）

// 策略接口
public interface DiscountStrategy {BigDecimal calculateDiscount(BigDecimal amount);
}// 具体策略
public class VipDiscount implements DiscountStrategy {@Overridepublic BigDecimal calculateDiscount(BigDecimal amount) {return amount.multiply(new BigDecimal("0.8"));}
}public class FestivalDiscount implements DiscountStrategy {@Overridepublic BigDecimal calculateDiscount(BigDecimal amount) {return amount.subtract(new BigDecimal("50"));}
}// 上下文环境
public class OrderContext {private DiscountStrategy strategy;public void setStrategy(DiscountStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}public BigDecimal executeDiscount(BigDecimal amount) {return strategy.calculateDiscount(amount);}
}

2. 枚举策略（简化分支判断）

public enum CalculatorStrategy {ADD {@Overridepublic int execute(int a, int b) { return a + b; }},SUBTRACT {@Overridepublic int execute(int a, int b) { return a - b; }};public abstract int execute(int a, int b);
}

3. Spring集成版（企业级实践）

// 定义策略接口
public interface PaymentStrategy {void processPayment(BigDecimal amount);
}// 实现策略（带Spring注解）
@Component("alipayStrategy")
public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void processPayment(BigDecimal amount) {// 支付宝支付逻辑}
}@Component("wechatPayStrategy")
public class WechatPayStrategy implements PaymentStrategy {@Overridepublic void processPayment(BigDecimal amount) {// 微信支付逻辑}
}// 策略上下文（自动注入策略集合）
@Service
public class PaymentContext {@Autowiredprivate Map<String, PaymentStrategy> strategyMap;public void executePayment(String paymentType, BigDecimal amount) {PaymentStrategy strategy = strategyMap.get(paymentType + "Strategy");if (strategy != null) {strategy.processPayment(amount);} else {throw new IllegalArgumentException("Unsupported payment type");}}
}

三、策略模式的六大应用场景

场景1：电商促销系统

  • 满减策略

  • 折扣策略

  • 赠品策略

  • 积分抵现策略

场景2：支付网关路由

  • 支付宝支付

  • 微信支付

  • 银联支付

  • 数字货币支付

场景3：日志处理系统

  • 本地文件存储

  • 云存储（OSS/S3）

  • 消息队列转发

  • 数据库存储

场景4：数据校验引擎

  • 手机号校验

  • 身份证校验

  • 邮箱校验

  • 地址校验

场景5：游戏AI系统

  • 攻击策略

  • 防御策略

  • 逃跑策略

  • 补给策略

场景6：报表生成系统

  • PDF生成

  • Excel生成

  • HTML生成

  • CSV生成

四、策略模式与相关模式的深度对比

模式关注点与策略模式的关系
工厂模式对象创建策略模式常配合工厂创建具体策略
状态模式状态转换状态改变行为，策略改变算法
模板方法模式算法步骤策略替换整个算法，模板方法替换步骤
命令模式请求封装策略是主动选择，命令是被动触发

五、企业级实战：支付系统策略架构设计

架构图

复制

[支付请求] --> [支付网关]↓[策略路由中心]↓
+----------------+----------------+
| 支付宝策略     | 微信支付策略    | 银联策略
+----------------+----------------+↓[渠道适配层]↓[第三方支付平台]

代码实现（Spring Boot +策略模式）

java

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// 支付策略接口
public interface PaymentStrategy {PaymentResult pay(PaymentRequest request);
}// 支付宝策略实现
@Component
public class AlipayStrategy implements PaymentStrategy {@Override@PaymentType(PayChannel.ALIPAY)public PaymentResult pay(PaymentRequest request) {// 调用支付宝SDKreturn new PaymentResult(true, "ALIPAY-123456");}
}// 策略工厂（自动发现策略）
@Component
public class PaymentStrategyFactory {@Autowiredprivate Map<String, PaymentStrategy> strategyMap;public PaymentStrategy getStrategy(PayChannel channel) {return strategyMap.values().stream().filter(s -> s.getClass().isAnnotationPresent(PaymentType.class)).filter(s -> s.getClass().getAnnotation(PaymentType.class).value() == channel).findFirst().orElseThrow(() -> new RuntimeException("未找到支付策略"));}
}// 支付服务
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class PaymentService {private final PaymentStrategyFactory strategyFactory;public PaymentResult processPayment(PaymentRequest request) {PaymentStrategy strategy = strategyFactory.getStrategy(request.getChannel());return strategy.pay(request);}
}

六、策略模式的五个优化技巧

1. 策略预热缓存

public class StrategyCache {private static final Map<String, Strategy> cache = new ConcurrentHashMap<>();public static Strategy getStrategy(String type) {return cache.computeIfAbsent(type, t -> {// 动态加载策略类try {return (Strategy) Class.forName(t).newInstance();} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("策略加载失败");}});}
}

2. 策略权重配置

# application.yml
payment:strategies:alipay: weight: 60enable: truewechat: weight: 30  enable: trueunionpay: weight: 10enable: false

3. 策略性能监控

public class MonitoredStrategy implements Strategy {private final Strategy delegate;private final MeterRegistry registry;public MonitoredStrategy(Strategy delegate, MeterRegistry registry) {this.delegate = delegate;this.registry = registry;}@Overridepublic void execute() {Timer.Sample sample = Timer.start(registry);try {delegate.execute();} finally {sample.stop(registry.timer("strategy.execution.time", "type", delegate.getClass().getSimpleName()));}}
}

七、常见陷阱与解决方案

陷阱现象解决方案
策略状态共享线程安全问题使用ThreadLocal或每次新建策略实例
策略膨胀失控类数量爆炸使用DSL动态生成策略类
策略切换开销大频繁切换影响性能引入策略缓存池
策略配置错误运行时找不到策略增加策略fallback机制
策略执行顺序依赖策略之间存在依赖关系引入策略责任链模式
http://www.lryc.cn/news/534589.html

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