[[379176]] 

圖片來自 Pexels

如何優(yōu)化這些 if-else 呢?本文分享一種設(shè)計模式：責(zé)任樹模式。

通過將責(zé)任鏈與策略模式融合，成為一種廣義的責(zé)任鏈模式，不僅可以完成任務(wù)的逐級委托，也可以在任一級選擇不同的下游策略進行處理，并將責(zé)任樹模式抽象出一個通用的框架。

捫心自問，你在寫業(yè)務(wù)代碼時是不是也習(xí)慣狂堆 if-else 呢?

問題背景

最近開發(fā)了一個需求，該接口需要根據(jù) p1、p2、p3、version 多個入?yún)⒌牟煌M合按照其對應(yīng)的業(yè)務(wù)策略給出結(jié)果數(shù)據(jù)。

由于該接口已經(jīng)開發(fā)了三期了，每次開發(fā)新一期的需求時為了兼容老的業(yè)務(wù)邏輯，大家都傾向于不刪不改只新增。

因此這塊代碼已經(jīng)產(chǎn)生了一些“壞味道”，函數(shù)入口通過不斷添加“衛(wèi)語句”判斷 version 的方式跳轉(zhuǎn)到新一期的業(yè)務(wù)邏輯方法中。

而每一期的業(yè)務(wù)邏輯也是通過 p1、p2、p3 的 if-else 組合形成不同的分支邏輯。

這已經(jīng)是我簡化后的表述，總之剛開始對于我這個新同學(xué)來說，梳理這塊業(yè)務(wù)代碼著實花了一些功夫。

 

而且，這塊邏輯相當(dāng)于是一個業(yè)務(wù)上的通用能力，未來一定還會有五期、六期、N 期的需求進來，入?yún)⒌娜≈狄矔粩嗤卣梗虼艘袁F(xiàn)有方式膨脹下去只會“壞味道”會越來越重。

總結(jié)一下，當(dāng)前場景面臨的問題是：

• 如何解決接口升級，在保證兼容老版本的情況下輕松開發(fā)新版本業(yè)務(wù)邏輯?
• 如何根據(jù)入?yún)?p1、p2、p3 等的不同組合進行策略定位?

解決思路

在思考解決方案時，很容易想到兩種可以優(yōu)化類似場景的設(shè)計模式：責(zé)任鏈模式和策略模式。

責(zé)任鏈模式

責(zé)任鏈模式是實現(xiàn)了類似“流水線”結(jié)構(gòu)的逐級處理，通常是一條鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，將“抽象處理者”的不同實現(xiàn)串聯(lián)起來。

如果當(dāng)前節(jié)點能夠處理任務(wù)則直接處理掉，如果無法處理則委托給責(zé)任鏈的下一個節(jié)點，如此往復(fù)直到有節(jié)點可以處理這個任務(wù)。

我們可以通過責(zé)任鏈模式完成對不同 version 業(yè)務(wù)邏輯隔離的處理，比如節(jié)點 1 處理 version=1 的請求，節(jié)點 2 處理 version=2 的請求等等。

但問題在于我們遇到的場景還需要根據(jù)一定策略，路由到不同的下游節(jié)點進行處理。這就是策略模式擅長解決的問題了。

 

策略模式

策略模式的目的是將算法的使用與定義解耦，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)規(guī)則路由到不同策略類進行處理。

我們可以通過策略模式解決根據(jù)不同參數(shù)組合執(zhí)行不同業(yè)務(wù)邏輯的場景。但是我們的場景僅僅通過一層策略路由無法滿足任務(wù)處理需求。請求的分層處理又是責(zé)任鏈模式所擅長的了。

 

可以看到，兩種設(shè)計模式都不完全符合目前這個場景：責(zé)任鏈模式可以實現(xiàn)逐級委托，但每一級又不能像策略模式那樣路由到不同的處理者上;策略模式通常只有一層路由，不易實現(xiàn)多個參數(shù)的策略組合。

因此我們自然而然地可以想到：是不是可以將兩種模式結(jié)合起來?

廣義責(zé)任鏈模式：責(zé)任樹模式

將責(zé)任鏈與策略模式融合，即成為了一種廣義的責(zé)任鏈模式，我簡稱為“責(zé)任樹模式”。

這種模式不僅可以完成任務(wù)的逐級委托，也可以在任一級選擇不同的下游策略進行處理。

 

那么問題來了，如何通過責(zé)任樹模式解決前面我們遇到的問題呢?

首先看如何解決第一個問題，新老接口的隔離和兼容：可以將接口每個版本的邏輯作為一個責(zé)任樹上第一層的不同實現(xiàn)，如分別對應(yīng)上圖中的 Strategy1、Strategy2、Strategy3 節(jié)點。

這樣在接口入口，就首先把策略路由到不同的分支上去。如果沒有節(jié)點命中，則不再向下游委托直接返回錯誤。

然后第二個問題，參數(shù)的組合定位到不同的策略實現(xiàn)上：同樣的思路，一個參數(shù)對應(yīng)責(zé)任樹上的一層的路由，將該參數(shù)的不同取值路由到下一層的不同實現(xiàn)即可，這樣逐級委托，后面新增入?yún)⒌拿杜e值、甚至再拓展新的入?yún)⒍伎梢苑浅７奖愕剡M行拓展。

優(yōu)化收益

將這塊業(yè)務(wù)通過“責(zé)任樹模式”重構(gòu)之后，可以收獲以下幾個收益點：

• 后續(xù)迭代人力成本降低。
• 代碼結(jié)構(gòu)更清晰，可維護性提升：沒有了各種“衛(wèi)語句”的跳轉(zhuǎn) & 維護性巨差的巨型方法，函數(shù)可以收斂在理想的 50 行內(nèi)。
• 后續(xù)新增需求修改代碼不易出錯：策略間隔離，不需要完整看一遍大函數(shù)理清邏輯再修改，只需要無腦添加一條路由 + 新的策略實現(xiàn)方法即可。
• 問題易定位：同樣由于策略間隔離，調(diào)試時可以直接定位到指定策略的業(yè)務(wù)邏輯代碼，不需要逐句排查。

相信有開發(fā)經(jīng)驗的同學(xué)應(yīng)該都有體會，即使是自己寫過的代碼，一陣子不看也會忘掉，等到再有修改時，還要順著代碼理一遍邏輯，如果文檔、注釋沒寫好，那就更加酸爽了。因此，將巨型函數(shù)拆分解耦非常重要。

抽象框架

雖然通過“責(zé)任樹模式”解決了我這個需求開發(fā)中遇到的問題，但是類似的問題還是普遍存在的。

本著助(shǎo)人(zào)為(lún)樂(zi)的精神，我更進一步，將責(zé)任樹模式抽象出一個通用的框架，方便大家在遇到類似問題時快速“種樹”。

這個框架由一個 Router 和 Handler 組成：

• Router 是一個抽象類，負(fù)責(zé)定義如何路由到下游的多個子節(jié)點。
• Handler 是接口，負(fù)責(zé)實現(xiàn)每個節(jié)點的業(yè)務(wù)邏輯。

我們可以非常方便地通過 Router 和 Handler 的組合拼裝成整棵樹的結(jié)構(gòu)。

 

從圖中我們可以看出以下幾個要點：

• 除了根節(jié)點(入口)外，每個節(jié)點都實現(xiàn)了 Handler 接口。根節(jié)點只繼承 Router 抽象類。
• 所有葉子節(jié)點只實現(xiàn) Handler 接口而無需繼承 Router 抽象類(無需再向下委托)。
• 除了根節(jié)點和葉子節(jié)點外的其他節(jié)點，都是上一層的 Handler，同時是下一層的 Router。

那么我們話不多說，先看下框架代碼。

①AbstractStrategyRouter 抽象類：

/** 
 * 通用的“策略樹“框架，通過樹形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分發(fā)與委托，每層通過指定的參數(shù)進行向下分發(fā)委托，直到達到最終的執(zhí)行者。 
 * 該框架包含兩個類：{@code StrategyHandler} 和 {@code AbstractStrategyRouter} 
 * 其中：通過實現(xiàn) {@code AbstractStrategyRouter} 抽象類完成對策略的分發(fā)， 
 * 實現(xiàn) {@code StrategyHandler} 接口來對策略進行實現(xiàn)。 
 * 像是第二層 A、B 這樣的節(jié)點，既是 Root 節(jié)點的策略實現(xiàn)者也是策略A1、A2、B1、B2 的分發(fā)者，這樣的節(jié)點只需要 
 * 同時繼承 {@code StrategyHandler} 和實現(xiàn) {@code AbstractStrategyRouter} 接口就可以了。 
 * 
 * <pre> 
 *           +---------+ 
 *           |  Root   |   ----------- 第 1 層策略入口 
 *           +---------+ 
 *            /       \  ------------- 根據(jù)入?yún)?nbsp;P1 進行策略分發(fā) 
 *           /         \ 
 *     +------+      +------+ 
 *     |  A   |      |  B   |  ------- 第 2 層不同策略的實現(xiàn) 
 *     +------+      +------+ 
 *       /  \          /  \  --------- 根據(jù)入?yún)?nbsp;P2 進行策略分發(fā) 
 *      /    \        /    \ 
 *   +---+  +---+  +---+  +---+ 
 *   |A1 |  |A2 |  |B1 |  |B2 |  ----- 第 3 層不同策略的實現(xiàn) 
 *   +---+  +---+  +---+  +---+ 
 * </pre> 
 * 
 * @author 
 * @date 
 * @see StrategyHandler 
 */ 
@Component 
public abstract class AbstractStrategyRouter<T, R> { 
 
    /** 
     * 策略映射器，根據(jù)指定的入?yún)⒙酚傻綄?yīng)的策略處理者。 
     * 
     * @param <T> 策略的入?yún)㈩愋?nbsp;
     * @param <R> 策略的返回值類型 
     */ 
    public interface StrategyMapper<T, R> { 
        /** 
         * 根據(jù)入?yún)@取到對應(yīng)的策略處理者?？赏ㄟ^ if-else 實現(xiàn)，也可通過 Map 實現(xiàn)。 
         * 
         * @param param 入?yún)?nbsp;
         * @return 策略處理者 
         */ 
        StrategyHandler<T, R> get(T param); 
    } 
 
    private StrategyMapper<T, R> strategyMapper; 
 
    /** 
     * 類初始化時注冊分發(fā)策略 Mapper 
     */ 
    @PostConstruct 
    private void abstractInit() { 
        strategyMapper = registerStrategyMapper(); 
        Objects.requireNonNull(strategyMapper, "strategyMapper cannot be null"); 
    } 
 
    @Getter 
    @Setter 
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    private StrategyHandler<T, R> defaultStrategyHandler = StrategyHandler.DEFAULT; 
 
    /** 
     * 執(zhí)行策略，框架會自動根據(jù)策略分發(fā)至下游的 Handler 進行處理 
     * 
     * @param param 入?yún)?nbsp;
     * @return 下游執(zhí)行者給出的返回值 
     */ 
    public R applyStrategy(T param) { 
        final StrategyHandler<T, R> strategyHandler = strategyMapper.get(param); 
        if (strategyHandler != null) { 
            return strategyHandler.apply(param); 
        } 
 
        return defaultStrategyHandler.apply(param); 
    } 
 
    /** 
     * 抽象方法，需要子類實現(xiàn)策略的分發(fā)邏輯 
     * 
     * @return 分發(fā)邏輯 Mapper 對象 
     */ 
    protected abstract StrategyMapper<T, R> registerStrategyMapper(); 
} 

繼承 AbstractStrategyRouter

如果子節(jié)點路由邏輯比較簡單，可以直接通過 if-else 進行分發(fā)。當(dāng)然如果為了更好地性能、適應(yīng)更復(fù)雜的分發(fā)邏輯也可以使用 Map 等保存映射。

對于實現(xiàn)了該抽象類的 Router 節(jié)點，只需要調(diào)用其 public R applyStrategy(T param) 方法即可獲取該節(jié)點的期望輸出。

框架會自動根據(jù)定義的路由邏輯將 param 傳遞到對應(yīng)的子節(jié)點，再由子節(jié)點不斷向下分發(fā)直到葉子節(jié)點或可以給出業(yè)務(wù)輸出的一層。這個過程有點類似遞歸或者分治的思想。

②StrategyHandler 接口：

/** 
 * @author 
 * @date 
 */ 
public interface StrategyHandler<T, R> { 
 
    @SuppressWarnings("rawtypes") 
    StrategyHandler DEFAULT = t -> null; 
 
    /** 
     * apply strategy 
     * 
     * @param param 
     * @return 
     */ 
    R apply(T param); 
} 

除了根節(jié)點外，都要實現(xiàn) StrategyHandler

因此不再需要同時繼承 AbstractStrategyRouter

對于其他責(zé)任樹中的中間層節(jié)點，都需要同時繼承 Router 抽象類和實現(xiàn) Handler 接口。

在 R apply(T param); 方法中首先進行一定異常入?yún)r截，遵循 fail-fast 原則，避免將這一層可以攔截的錯誤傳遞到下一層，同時也要避免“越權(quán)”做非本層職責(zé)的攔截校驗，避免產(chǎn)生耦合，為后面業(yè)務(wù)拓展挖坑。

在攔截邏輯后直接調(diào)用本身 Router 的 public R applyStrategy(T param) 方法路由給下游節(jié)點即可。

完結(jié)撒花

至此，關(guān)于如何通過“責(zé)任樹模式”優(yōu)化這個需求場景的介紹就基本結(jié)束了，這不是一個復(fù)雜的需求，更不是一個多么精妙的優(yōu)化，這只是日常需求開發(fā)中通過設(shè)計模式優(yōu)化代碼的一個小例子。

最后再簡單聊聊我在日常需求開發(fā)過程中關(guān)于架構(gòu)設(shè)計部分的一些思考。

其實并不是說用“if-else”很 Low，用設(shè)計模式就 Niubility，二者各有其擅長的應(yīng)用場景，在合適的場景使用合適的代碼才是正道。

其實“if-else”足以滿足大部分日常需求的開發(fā)，且簡單、靈活、可靠。

這里的“if-else”泛指樸素直白的編程模式，僅以實現(xiàn)需求業(yè)務(wù)功能為目的的編碼方式。

當(dāng)然，有些同學(xué)不滿足于此，希望可以通過經(jīng)過思考的、更優(yōu)的架構(gòu)設(shè)計使代碼變的更簡潔、拓展性更好、性能更優(yōu)、可讀性更好等等。

不過對于此也存在反對的論述，謂之“過早優(yōu)化乃萬惡之源”。

這句話源自 Donald Knuth 他老人家：

we should forget about small efficiencies,say about 97% of the time:premature optimization is the root of all evil.

這句話我當(dāng)然承認(rèn)其正確性，但我同樣覺得需要注意以下幾點：

①任何“結(jié)論”都有其所處背景、上下文細節(jié)等，通過一句話指導(dǎo)工作是不成立的。

優(yōu)秀的架構(gòu)師可以給出架構(gòu)設(shè)計是在理論基礎(chǔ)、大量實踐、不斷思考總結(jié)以及無數(shù)采坑的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上得來的，而不是他知道一句別人都不知道的“咒語”。

②Knuth 這句話更偏重于反對奇技淫巧、細枝末節(jié)的性能優(yōu)化，因為在“過早”的時候無法準(zhǔn)確獲知系統(tǒng)的瓶頸且局部的優(yōu)化不僅不能帶來收益，反而會造成更大的代價。

他批評的恰恰是不著眼于整體架構(gòu)的局部視角對系統(tǒng)的破壞，而架構(gòu)設(shè)計正是需要從整體視角去做選擇與權(quán)衡。因此將 Knuth 這句話直接推廣到“架構(gòu)設(shè)計”上并不妥當(dāng)。

③很多人覺得在項目開發(fā)時需求經(jīng)常“瞬息萬變”、“朝令夕改”，而做優(yōu)化又需要花費大量時間思考，根本沒有精力優(yōu)化。

我認(rèn)為這種論述也是不成立的，憑什么認(rèn)為等到壞味道嚴(yán)重、歷史包袱沉重的時候就有精力、能力和膽量做優(yōu)化了呢?

④何時是所謂的“不早”很難界定，其實我們永遠都無法確定自己掌握了足夠的細節(jié)可以進行絕對正確的優(yōu)化。

在現(xiàn)實世界中，受到時間維度的限制，我們永遠無法達成全局最優(yōu)，只能以局部最優(yōu)不斷去逼近全局最優(yōu)。我覺得等到壞味道嚴(yán)重不得不重構(gòu)的時候才想起優(yōu)化已為時過晚。

⑤這句話不應(yīng)該成為不做設(shè)計的借口，即使最終提交的代碼仍是“if-else”版本，也不應(yīng)省略思考、推演、權(quán)衡的過程，日常需求是練兵場，是精進技術(shù)的必經(jīng)之路。

所以，我覺得不要被這句話束縛手腳，當(dāng)然更不要閉門造車，在開發(fā)過程中勤于思考，向更有經(jīng)驗的人請教，在架構(gòu)設(shè)計上不斷學(xué)習(xí)、探索，才能擺脫日復(fù)一日通過“if-else”堆砌業(yè)務(wù)邏輯的循環(huán)。

作者：尋弈

編輯：陶家龍

 

出處：轉(zhuǎn)載自公眾號閑魚技術(shù)(ID：XYtech_Alibaba)