为什么一定要学习设计模式

Tom弹架构

发布于 2021-12-21 14:17:06

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发布于 2021-12-21 14:17:06

文章被收录于专栏：Tom弹架构

本文节选自《设计模式就该这样学》

先来看一个生活案例，当我们开心时，也许会寻求享乐。在学习设计模式之前，你可能会这样感叹：

学完设计模式之后，你可能会这样感叹：

大家对比一下前后的区别，有何感受？

回到代码中，我们来思考一下，设计模式能解决哪些问题？

1 写出优雅的代码

先来看一段我很多年前写的代码。


public void setExammingForm(ExammingForm curForm,String parameters)throws BaseException {

     ...

      JSONObject jsonObj = new JSONObject(parameters);
      //试卷主键
      if(jsonObj.getString("examinationPaper_id")!= null && (!jsonObj.getString ("examinationPaper_id").equals("")))
         curForm.setExaminationPaper_id(jsonObj.getLong("examinationPaper_id"));
      //剩余时间
      if(jsonObj.getString("leavTime") != null && (!jsonObj.getString("leavTime").equals("")))
         curForm.setLeavTime(jsonObj.getInt("leavTime"));
      //单位主键
      if(jsonObj.getString("organization_id")!= null && (!jsonObj.getString ("organization_id").equals("")))
         curForm.setOrganization_id(jsonObj.getLong("organization_id"));
      //考试主键
      if(jsonObj.getString("id")!= null && (!jsonObj.getString("id").equals("")))
         curForm.setId(jsonObj.getLong("id"));
      //考场主键
      if(jsonObj.getString("examroom_id")!= null && (!jsonObj.getString ("examroom_id").equals("")))
         curForm.setExamroom_id(jsonObj.getLong("examroom_id"));
      //用户主键
      if(jsonObj.getString("user_id")!= null && (!jsonObj.getString("user_id").equals("")))
         curForm.setUser_id(jsonObj.getLong("user_id"));
      //专业代码
      if(jsonObj.getString("specialtyCode")!= null && (!jsonObj.getString ("specialtyCode").equals("")))
         curForm.setSpecialtyCode(jsonObj.getLong("specialtyCode"));
      //报考岗位
      if(jsonObj.getString("postionCode")!= null && (!jsonObj.getString ("postionCode").equals("")))
         curForm.setPostionCode(jsonObj.getLong("postionCode"));
      //报考等级
      if(jsonObj.getString("gradeCode")!= null && (!jsonObj.getString ("gradeCode").equals("")))
         curForm.setGradeCode(jsonObj.getLong("gradeCode"));
      //考试开始时间
      curForm.setExamStartTime(jsonObj.getString("examStartTime"));
      //考试结束时间
      curForm.setExamEndTime(jsonObj.getString("examEndTime"));

     ...
}

优化之后的代码如下。


public class ExammingFormVo extends ExammingForm{

   private String examinationPaperId;    //试卷主键
   private String leavTime;                //剩余时间
   private String organizationId;        //单位主键
   private String id;                    //考试主键
   private String examRoomId;            //考场主键
   private String userId;                //用户主键
   private String specialtyCode;        //专业代码
   private String postionCode;            //报考岗位
   private String gradeCode;            //报考等级
   private String examStartTime;        //考试开始时间
   private String examEndTime;            //考试结束时间

   ...
}

public void setExammingForm(ExammingForm form,String parameters)throws BaseException {
   try {
      JSONObject json = new JSONObject(parameters);
      ExammingFormVo  vo = JSONObject.parseObject(json,ExammingFormVo.class);

      form = vo;

   }catch (Exception e){
      e.printStackTrace();
   }

}

2 更好地重构项目

平时我们写的代码虽然满足了需求，但往往不利于项目的开发与维护，以下面的JDBC代码为例。

public void save(Student stu){
    String sql = "INSERT INTO t_student(name,age) VALUES(?,?)";
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    try{
        //1. 加载注册驱动
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        //2. 获取数据库连接
        conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo","root","root");
        //3. 创建语句对象
        PreparedStatement ps=conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1,stu.getName());
        ps.setObject(2,stu.getAge());
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally{
        try{
            if(st != null)
                st.close();
        }catch(SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try{
                if(conn != null)
                    conn.close();
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//删除学生信息
public void delete(Long id){
    String sql = "DELETE  FROM t_student WHERE id=?";
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    try{
        //1. 加载注册驱动
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        //2. 获取数据库连接
        conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo","root","root");
        //3. 创建语句对象
        PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1,id);
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally{
        try{
            if(st != null)
                st.close();
        }catch(SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try{
                if(conn != null)
                    conn.close();
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//修改学生信息
public void update(Student stu){
    String sql = "UPDATE t_student SET name=?,age=? WHERE id=?";
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    try{
        //1. 加载注册驱动
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        //2. 获取数据库连接
        conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo","root","root");
        //3. 创建语句对象
        PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1,stu.getName());
        ps.setObject(2,stu.getAge());
        ps.setObject(3,stu.getId());
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally{
        try{
            if(st != null)
                st.close();
        }catch(SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            try{
                if(conn != null)
                    conn.close();
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上述代码的功能没问题，但是代码重复得太多，因此可以进行抽取，把重复代码放到一个工具类JdbcUtil里。

//工具类
public class JdbcUtil {
    private JdbcUtil() { }
    static {
        //1. 加载注册驱动
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static Connection getConnection() {
        try {
            //2. 获取数据库连接
            return DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo", "root", "root");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    //释放资源
    public static void close(ResultSet rs, Statement st, Connection conn) {
        try {
            if (rs != null)
                rs.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (st != null)
                    st.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    if (conn != null)
                        conn.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

只需要在实现类中直接调用工具类JdbcUtil中的方法即可。


//增加学生信息
public void save(Student stu) {
    String sql = "INSERT INTO t_student(name,age) VALUES(?,?)";
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps=null;
    try {
        conn = JDBCUtil.getConnection();
        //3. 创建语句对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1, stu.getName());
        ps.setObject(2, stu.getAge());
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(null, ps, conn);
    }

}

//删除学生信息
public void delete(Long id) {
    String sql = "DELETE  FROM t_student WHERE id=?";
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps = null;
    try {
        conn=JDBCUtil.getConnection();
        //3. 创建语句对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1, id);
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(null, ps, conn);
    }

}

//修改学生信息
public void update(Student stu) {
    String sql = "UPDATE t_student SET name=?,age=? WHERE id=?";
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps = null;
    try {
        conn=JDBCUtil.getConnection();
        //3. 创建语句对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1, stu.getName());
        ps.setObject(2, stu.getAge());
        ps.setObject(3, stu.getId());
        //4. 执行SQL语句
        ps.executeUpdate();
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(null, ps, conn);
    }

}

public Student get(Long id) {
    String sql = "SELECT * FROM t_student WHERE id=?";
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    ResultSet rs = null;
    PreparedStatement ps=null;
    try {
        conn = JDBCUtil.getConnection();
        //3. 创建语句对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        ps.setObject(1, id);
        //4. 执行SQL语句
        rs = ps.executeQuery();
        if (rs.next()) {
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            Student stu = new Student(id, name, age);
            return stu;
        }
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(rs, ps, conn);
    }
    return null;
}

public List<Student> list() {
    List<Student> list = new ArrayList<>();
    String sql = "SELECT * FROM t_student ";
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    ResultSet rs = null;
    PreparedStatement ps=null;
    try {
        conn=JDBCUtil.getConnection();
        //3. 创建语句对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        //4. 执行SQL语句
        rs = ps.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            long id = rs.getLong("id");
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            Student stu = new Student(id, name, age);
            list.add(stu);
        }
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(rs, ps, conn);
    }
    return list;
}

虽然完成了重复代码的抽取，但数据库中的账号密码等直接显示在代码中，不利于后期账户密码改动的维护。可以建立一个db.propertise文件，用来存储这些信息。


driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql:///jdbcdemo
username=root
password=root

只需要在工具类JdbcUtil中获取里面的信息即可。


static {
    //1. 加载注册驱动
    try {
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        InputStream inputStream = loader.getResourceAsStream("db.properties");
        p = new Properties();
        p.load(inputStream);
        Class.forName(p.getProperty("driverClassName"));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public static Connection getConnection() {
    try {
        //2. 获取数据库连接
        return DriverManager.getConnection(p.getProperty("url"), p.getProperty("username"),
        p.getProperty("password"));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

代码抽取到这里，貌似已经完成，但在实现类中，依然存在部分重复代码，在DML操作中，除了SQL和设置值的不同，其他都相同，把相同的部分抽取出来，把不同的部分通过参数传递进来，无法直接放在工具类中。此时，可以创建一个模板类JdbcTemplate，创建一个DML和DQL的模板来对代码进行重构。


//查询统一模板
public static List<Student> query(String sql,Object...params){
    List<Student> list=new ArrayList<>();
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps=null;
    ResultSet rs = null;
    try {
        conn=JDBCUtil.getConnection();
        ps=conn.prepareStatement(sql);
        //设置值
        for (int i = 0; i < params.length; i++) {
            ps.setObject(i+1, params[i]);
        }
        rs = ps.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            long id = rs.getLong("id");
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            Student stu = new Student(id, name, age);
            list.add(stu);
        }
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JDBCUtil.close(rs, ps, conn);
    }
    return list;
}

实现类直接调用方法即可。
//增加学生信息
public void save(Student stu) {
    String sql = "INSERT INTO t_student(name,age) VALUES(?,?)";
    Object[] params=new Object[]{stu.getName(),stu.getAge()};
    JdbcTemplate.update(sql, params);
}

//删除学生信息
public void delete(Long id) {
    String sql = "DELETE FROM t_student WHERE id = ?";
    JdbcTemplate.update(sql, id);
}

//修改学生信息
public void update(Student stu) {
    String sql = "UPDATE t_student SET name = ?,age = ? WHERE id = ?";
    Object[] params=new Object[]{stu.getName(),stu.getAge(),stu.getId()};
    JdbcTemplate.update(sql, params);
}

public Student get(Long id) {
    String sql = "SELECT * FROM t_student WHERE id=?";
    List<Student> list = JDBCTemplate.query(sql, id);
    return list.size()>0? list.get(0):null;
}

public List<Student> list() {
    String sql = "SELECT * FROM t_student ";
    return JDBCTemplate.query(sql);
}

这样重复的代码基本就解决了，但有一个很严重的问题，就是这个程序DQL操作中只能处理Student类和t_student表的相关数据，无法处理其他类，比如Teacher类和t_teacher表。不同的表（不同的对象）应该有不同的列，不同列处理结果集的代码就应该不一样，处理结果集的操作只有DAO自己最清楚。也就是说，处理结果的方法根本就不应该放在模板方法中，应该由每个DAO自己来处理。因此，可以创建一个IRowMapper接口来处理结果集。


public interface IRowMapper {
    //处理结果集
    List rowMapper(ResultSet rs) throws Exception;
}

DQL模板类中调用IRowMapper接口中的handle方法，提醒实现类自己去实现mapping方法。


public static List<Student> query(String sql,IRowMapper rsh, Object...params){
    List<Student> list = new ArrayList<>();
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps=null;
    ResultSet rs = null;
    try {
        conn = JdbcUtil.getConnection();
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        //设置值
        for (int i = 0; i < params.length; i++) {
            ps.setObject(i+1, params[i]);
        }
        rs = ps.executeQuery();
        return rsh.mapping(rs);
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JdbcUtil.close(rs, ps, conn);
    }
    return list ;
}

实现类自己去实现IRowMapper接口的mapping方法，想要处理什么类型的数据在里面定义即可。


public Student get(Long id) {
    String sql = "SELECT * FROM t_student WHERE id = ?";
    List<Student> list = JdbcTemplate.query(sql,new StudentRowMapper(), id);
    return list.size()>0? list.get(0):null;
}
public List<Student> list() {
    String sql = "SELECT * FROM t_student ";
    return JdbcTemplate.query(sql,new StudentRowMapper());
}
class StudentRowMapper implements IRowMapper{
    public List mapping(ResultSet rs) throws Exception {
        List<Student> list=new ArrayList<>();
        while(rs.next()){
            long id = rs.getLong("id");
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            Student stu=new Student(id, name, age);
            list.add(stu);
        }
        return list;
    }
}

到这里为止，实现ORM的关键代码已经大功告成，但是DQL查询不单单要查询学生信息（List类型），还要查询学生数量，这时就要通过泛型来完成。


public interface IRowMapper<T> {
    //处理结果集
    T mapping(ResultSet rs) throws Exception;
}

public static <T> T query(String sql,IRowMapper<T> rsh, Object...params){
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps=null;
    ResultSet rs = null;
    try {
        conn = JdbcUtil.getConnection();
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        //设置值
        for (int i = 0; i < params.length; i++) {
            ps.setObject(i+1, params[i]);
        }
        rs = ps.executeQuery();
        return rsh.mapping(rs);
        //5. 释放资源
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        JdbcUtil.close(rs, ps, conn);
    }
    return null;
}

StudentRowMapper类的代码如下。


class StudentRowMapper implements IRowMapper<List<Student>>{
    public List<Student> mapping(ResultSet rs) throws Exception {
        List<Student> list=new ArrayList<>();
        while(rs.next()){
            long id = rs.getLong("id");
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            Student stu=new Student(id, name, age);
            list.add(stu);
        }
        return list;
    }
}

这样，不仅可以查询List，还可以查询学生数量。


public Long getCount(){
    String sql = "SELECT COUNT(*) total FROM t_student";
    Long totalCount = (Long) JdbcTemplate.query(sql,
            new IRowMapper<Long>() {
                public Long mapping(ResultSet rs) throws Exception {
                    Long totalCount = null;
                    if(rs.next()){
                        totalCount = rs.getLong("total");
                    }
                    return totalCount;
                }
            });
    return totalCount;
}

这样，重构设计就已经完成，好的代码能让我们以后维护更方便，因此学会对代码的重构是非常重要的。

3 经典框架都在用设计模式解决问题

比如，Spring就是一个把设计模式用得淋漓尽致的经典框架。本书会结合JDK、Spring、MyBatis、Netty、Tomcat、Dubbo等经典框架的源码对设计模式展开分析，帮助大家更好、更深入地理解设计模式在框架源码中的落地。

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