1 代理模式

案例：根据文件类型，将文件存储到不同服务

代理模式：给一个对象创建一个代理对象，通过代理对象可以使用该对象的功能。

CGLib和JDK是代理模式实现的技术方案。

1.1 文件服务应用

代理模式的应用场景除了代码级别，还可以将代理模式迁移到应用以及架构级别，如下图文件上传代理服务，针对一些图片小文件，我们可以直接把文件存储到FastDFS服务，针对大文件，例如商品视频介绍，我们可以把它存储到第三方OSS。

用户通过文件上传代理服务可以间接访问OSS和本地FastDFS，这种分布式海量文件管理解决方案，这里不仅在代码层面充分运用了代理模式，在架构层面也充分运用了代理模式。

1.2 分布式文件代理服务器实现

1.2.1 实现分析

基于代理模式，我们实现文件上传分别路由到 aliyunOSS 和 FastDFS ，用例图如下：

讲解：

1、FileUpload抽象接口,定义了文件上传方法，分别给它写了2种实现。

2、AliyunOSSFileUpload是将文件上传到aliyunOSS，主要上传mp4和avi的视频大文件。

3、FastdfsFileUpoad是将文件上传到FastDFS，主要上传png/jpg等图片小文件。

4、FileUploadProxy是代理对象，供用户访问，调用了FileUpload的文件上传方法，为用户提供不同文件上传调用。

5、FileController是控制器，用于接收用户提交的文件，并调用代理FileUploadProxy实现文件上传。

1.2.2 代码实现

bootstrap.yml配置：

FileUpload接口定义：

AliyunOSSFileUpload实现：

FastdfsFileUpoad实现：

FileUploadProxy代理实现：

FileController控制器实现

2 享元模式

定义：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。

享元模式和单利的区别：

单例是对象只能自己创建自己，整个应用中只有1个对象

享元模式根据需要共享，不限制被谁创建（有可能有多个对象实例）

优点：

特定环境下，相同对象只要保存一份，这降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。

缺点：

为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性

2.1 享元模式实战

案例：用户下单，会话共享

2.1.1 会话跟踪分析

会话跟踪，如果是传统项目用Session或者是Cookie，全项目通用，但在微服务项目中，不用Session也不用Cookie，所以想要在微服务项目中实现会话跟踪，是有一定难度的。

当前微服务项目中，身份识别的主流方法是前端将用户令牌存储到请求头中，每次请求将请求头中的令牌携带到后台，后台每次从请求头中获取令牌来识别用户身份。

我们在项目操作过程中，很多地方都会用到用户身份信息，比如下订单的时候，要知道当前订单属于哪个用户，记录下单关键日志的时候，需要记录用户操作的信息以及用户信息，关键日志记录我们一般用AOP进行拦截操作，此时没法直接把用户身份信息传给AOP。这个时候我们可以利用享元模式实现用户会话信息共享操作。操作流程如下图：

2.1.2 会话共享案例实现

基于上面的分析，我们采用享元模式实现用户会话共享操作，要解决如下几个问题：

定义共享组件：LogComponent

LogComponent 里面定义了每个线程中不变的用户身份信息 username 、 role 、 sex ，其他的是可能存在变化的数据，例如用于做日志记录的 methodName 、 message 。

享元组件逻辑操作对象：SupplementSource

SupplementSource 该对象主要用于给当前线程填充共享数据，以及变更访问方法和访问信息等信息的逻辑操作，代码如下:

多线程安全控制：ThreadUserLog

每个线程请求的时候，我们需要保障会话安全，比如A线程访问和B线程访问，他们的用户会话身份不能因为并发原因而发生混乱。这里我们可以采用ThreadLocal来实现。我们创建一个 ThreadUserLog 对象，并在该对象中创建ThreadLocal 用户存储每个线程的会话信息，并实现 ThreadLocal 的操作，代码如下：

线程会话初始化：AuthorizationInterceptor

AuthorizationInterceptor 拦截器的作用是用于初始化用户访问的时候用户的身份信息，并将身份信息存储到ThreadUserLog 的 ThreadLocal 中，在用户访问方法结束，销毁 ThreadUserLog 的 ThreadLocal 中会话，代码如下：

创建 MvcConfig 来配置拦截器 AuthorizationInterceptor ，代码如下：

共享信息使用：

①AOP记录日志：创建AOP切面类 LogAspect 用于记录日志，代码如下：

②添加订单获取用户信息：在添加订单方法 OrderServiceImpl.add(Order order) 中，从ThreadUserLog中获取用户会话，并填充给Order，代码如下

添加订单，日志输出可以看到调用添加订单和修改库存时，都记录了日志，并且获取了用户会话，效果如下：

加的订单数据库数据中也拥有用户信息，效果如下：

3 装饰着模式

定义：动态的向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。它属于结构型模式。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能

缺点：多层装饰比较复杂。

3.1 装饰者模式实战

案例：结算价格计算，根据不同价格嵌套运算

在订单提交的时候，订单价格和结算价格其实是两码事，订单价格是当前商品成交价格，而结算价格是用户最终需要支付的金额，最终支付的金额并不是一成不变，它也并不是商品成交价格，能改变结算价格的因素很多，比如满100减10元，VIP用户再减5块。订单结算金额计算我们就可以采用装饰者模式。

3.1.2 装饰者模式价格运算实现

实现思路分析：

基础接口：创建接口 MoneySum ，该接口只用于定义计算订单金额的方法。

订单金额计算类：创建类 OrderPayMoneyOperation 实现订单金额的计算。

装饰者类：创建装饰者类 DecoratorMoneySum 供其他类扩展。

满100减10元价格计算：创建类 FullMoneySum 扩展装饰者类，实现满减价格计算。

VIP优惠10元价格计算：创建类 VipMoneySum ，实现VIP优惠计算。

支付金额计算：修改 OrderServiceImpl 的 add() 方法，添加订单金额以及订单支付金额的计算功能，代码如下：

测试效果：

测试数据中，我们选择购买1件商品，当前登录用户为王五，拥有5个金币，当前购买的商品id=1，商品单价是150元，满减100，VIP优惠5元，最终支付135元。

测试生成的订单如下：

不仅如此，我们可以随时撤掉满减和Vip优惠功能。

4 策略模式

定义：策略模式是对算法的包装，把使用算法的责任和算法本身分隔开，委派给不同的对象管理。策略模式通常把一系列的算法包装到一系列的策略类里面，作为一个抽象策略类的子类。

简单来说就是就定义一个策略接口，子类策略去实现该接口去定义不同的策略。然后定义一个环境（Context，也就是需要用到策略的对象）类，以策略接口作为成员变量，根据环境来使用具体的策略。

优点：

缺点：

4.1 策略模式实战

案例：结算价格计算，根据Vip不同等级进行运算

4.1.1 不同VIP优惠价格分析

用户在购买商品的时候，很多时候会根据Vip等级打不同折扣，尤其是在线商城中体现的淋漓尽致。我们这里也基于真实电商案例来实现VIP等级价格制：

4.1.2 代码实现

定义策略接口：Strategy

定义Vip0策略：StrategyVipOne

定义Vip1策略： StrategyVipTwo

定义Vip2策略：StrategyVipThree

定义Vip3策略：StrategyVipFour

定义策略工厂：StrategyFactory

等级策略配置：修改application.yml，将如下策略配置进去

等级控制：修改 UserHandler 添加等级属性

修改 UserHandlerShare 定义等级，代码如下：

装饰者模式中修改 VipMoneySum 的价格运算，代码如下：

测试：

5 工厂模式

案例：收银案例，根据不同支付方式，选择不同支付渠道

定义：定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

5.1 工厂模式实战

5.1.1 支付渠道选中分析

用户每次下单完成后，需要支付订单，支付订单会根据自身情况选择不同支付方式，后台服务会根据用户选中不同创建不同支付渠道的实例，这里创建支付渠道的实例可以采用工厂方法模式。

5.1.2 代码实现

工厂方法在SpringBoot中如果在用工厂的同时又出现了new，那绝对是一个败笔。在SpringBoot中，几乎所有对象

都可以直接交给Spring容器管理，它天然已经是一个工厂对象，因此在SpringBoot项目中用工厂模式，再频繁new对象反而不妥。那么工厂模式究竟怎么用在SpringBoot项目的支付场景呢？其实很简单，如果我们要选择一个支付渠道，而项目中有100种支付渠道，那这个时候无疑要写100个 @Autowired 注入100个支付渠道，并且需要做100种判断，这个时候我们可以用工厂模式取代我们判断，直接根据我们配置的映射关系从Spring容器中拿到对应支付渠道的实例，代码量将大大减少，这块是使用工厂的另一种妙用

支付接口： PayChannel 定义支付行为。

微信支付实现：WeixinPay 实现微信支付操作，这里只模拟。

支付宝支付实现： AliPay 实现支付宝支付，这里只模拟。

支付渠道映射配置：在 application.yml 中配置支付渠道映射，每次从前端传入支付ID即可从配置中获取支付渠道对应Spring容器中实例的id。

支付渠道获取工厂创建：创建 PayFactory 用于获取支付渠道的实例，我们这里通过映射的key获取Spring容器中实例的id值，然后从Spring容器中根据id获取对应实例，因此该工厂需要实现接口 ApplicationContextAware 来获取容器。

支付渠道调用实现：修改 PayServiceImpl 的 pay 方法，实现支付，代码如下：

测试：当我们选中支付渠道为1(微信支付)或者2(支付宝支付)的时候，都能争取获取对应的渠道实例。

6 状态模式

案例：订单不同状态，执行不同操作

定义：对有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

优点

缺点

6.1 状态模式实战

6.1.1 状态模式案例分析

在电商案例中，订单状态每次发生变更，都要执行不同的操作，这里正好可以使用状态模式。当订单完成支付的时候，我们需要立即通知商家发货，当订单执行取消的时候，我们需要执行库存回滚，如果订单已支付，还需要执行退款操作，无论是通知商家发货还是执行库存回滚，都是有订单状态决定，因此这里可以使用状态模式来实现

我们可以先定义状态接口 State ，给状态接口实现两个不同的行为，分别是发货和回滚库存并退款，把该状态对象添加到订单内部作为成员属性，当订单的 state 状态改变时，触发执行不同的状态行为动作。

5.1.2 案例实现

状态接口定义：State 接口，用于定义更新状态对象，同时执行相关的行为。

发通知消息行为定义：SendMsgBehavior 用于实现给商家发送消息通知发货,这里模拟发送消息的行为。

库存回滚并退款：创建 ResetStoreBehavior ，用于实现订单库存回滚，并给用户退款操作，这里退款模拟相关行

为。

测试：

支付订单的时候，如果支付成功，我们调用 State 变更对应的状态行为，并执行相关行为，代码如下：

测试结果如下：