扛不住了，老大讓我干掉if-else
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如何優(yōu)化這些 if-else 呢?本文分享一種設(shè)計(jì)模式：責(zé)任樹模式。
通過(guò)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(jí)委托，也可以在任一級(jí)選擇不同的下游策略進(jìn)行處理，并將責(zé)任樹模式抽象出一個(gè)通用的框架。
捫心自問(wèn)，你在寫業(yè)務(wù)代碼時(shí)是不是也習(xí)慣狂堆 if-else 呢?
問(wèn)題背景
最近開發(fā)了一個(gè)需求，該接口需要根據(jù) p1、p2、p3、version 多個(gè)入?yún)⒌牟煌M合按照其對(duì)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(shí)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(guò)不斷添加“衛(wèi)語(yǔ)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(guò) p1、p2、p3 的 if-else 組合形成不同的分支邏輯。
這已經(jīng)是我簡(jiǎn)化后的表述，總之剛開始對(duì)于我這個(gè)新同學(xué)來(lái)說(shuō)，梳理這塊業(yè)務(wù)代碼著實(shí)花了一些功夫。
而且，這塊邏輯相當(dāng)于是一個(gè)業(yè)務(wù)上的通用能力，未來(lái)一定還會(huì)有五期、六期、N 期的需求進(jìn)來(lái)，入?yún)⒌娜≈狄矔?huì)不斷拓展，因此以現(xiàn)有方式膨脹下去只會(huì)“壞味道”會(huì)越來(lái)越重。
總結(jié)一下，當(dāng)前場(chǎng)景面臨的問(wèn)題是：
- 如何解決接口升級(jí)，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(jìn)行策略定位?
解決思路
在思考解決方案時(shí)，很容易想到兩種可以優(yōu)化類似場(chǎng)景的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了類似“流水線”結(jié)構(gòu)的逐級(jí)處理，通常是一條鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，將“抽象處理者”的不同實(shí)現(xiàn)串聯(lián)起來(lái)。
如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)能夠處理任務(wù)則直接處理掉，如果無(wú)法處理則委托給責(zé)任鏈的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如此往復(fù)直到有節(jié)點(diǎn)可以處理這個(gè)任務(wù)。
我們可以通過(guò)責(zé)任鏈模式完成對(duì)不同 version 業(yè)務(wù)邏輯隔離的處理，比如節(jié)點(diǎn) 1 處理 version=1 的請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn) 2 處理 version=2 的請(qǐng)求等等。
但問(wèn)題在于我們遇到的場(chǎng)景還需要根據(jù)一定策略，路由到不同的下游節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。這就是策略模式擅長(zhǎng)解決的問(wèn)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(jìn)行處理。
我們可以通過(guò)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(chǎng)景。但是我們的場(chǎng)景僅僅通過(guò)一層策略路由無(wú)法滿足任務(wù)處理需求。請(qǐng)求的分層處理又是責(zé)任鏈模式所擅長(zhǎng)的了。
可以看到，兩種設(shè)計(jì)模式都不完全符合目前這個(gè)場(chǎng)景：責(zé)任鏈模式可以實(shí)現(xiàn)逐級(jí)委托，但每一級(jí)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(shí)現(xiàn)多個(gè)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(lái)?
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(jiǎn)稱為“責(zé)任樹模式”。
這種模式不僅可以完成任務(wù)的逐級(jí)委托，也可以在任一級(jí)選擇不同的下游策略進(jìn)行處理。
那么問(wèn)題來(lái)了，如何通過(guò)責(zé)任樹模式解決前面我們遇到的問(wèn)題呢?
首先看如何解決第一個(gè)問(wèn)題，新老接口的隔離和兼容：可以將接口每個(gè)版本的邏輯作為一個(gè)責(zé)任樹上第一層的不同實(shí)現(xiàn)，如分別對(duì)應(yīng)上圖中的 Strategy1、Strategy2、Strategy3 節(jié)點(diǎn)。
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(méi)有節(jié)點(diǎn)命中，則不再向下游委托直接返回錯(cuò)誤。
然后第二個(gè)問(wèn)題，參數(shù)的組合定位到不同的策略實(shí)現(xiàn)上：同樣的思路，一個(gè)參數(shù)對(duì)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(shí)現(xiàn)即可，這樣逐級(jí)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(jìn)行拓展。
優(yōu)化收益
將這塊業(yè)務(wù)通過(guò)“責(zé)任樹模式”重構(gòu)之后，可以收獲以下幾個(gè)收益點(diǎn)：
- 后續(xù)迭代人力成本降低。
- 代碼結(jié)構(gòu)更清晰，可維護(hù)性提升：沒(méi)有了各種“衛(wèi)語(yǔ)句”的跳轉(zhuǎn) & 維護(hù)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(cuò)：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(wú)腦添加一條路由 + 新的策略實(shí)現(xiàn)方法即可。
- 問(wèn)題易定位：同樣由于策略間隔離，調(diào)試時(shí)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(yàn)的同學(xué)應(yīng)該都有體會(huì)，即使是自己寫過(guò)的代碼，一陣子不看也會(huì)忘掉，等到再有修改時(shí)，還要順著代碼理一遍邏輯，如果文檔、注釋沒(méi)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(guò)“責(zé)任樹模式”解決了我這個(gè)需求開發(fā)中遇到的問(wèn)題，但是類似的問(wèn)題還是普遍存在的。
本著助(shǎo)人(zào)為(lún)樂(lè)(zi)的精神，我更進(jìn)一步，將責(zé)任樹模式抽象出一個(gè)通用的框架，方便大家在遇到類似問(wèn)題時(shí)快速“種樹”。
這個(gè)框架由一個(gè) Router 和 Handler 組成：
- Router 是一個(gè)抽象類，負(fù)責(zé)定義如何路由到下游的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
- Handler 是接口，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)邏輯。
我們可以非常方便地通過(guò) 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(gè)要點(diǎn)：
- 除了根節(jié)點(diǎn)(入口)外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了 Handler 接口。根節(jié)點(diǎn)只繼承 Router 抽象類。
- 所有葉子節(jié)點(diǎn)只實(shí)現(xiàn) Handler 接口而無(wú)需繼承 Router 抽象類(無(wú)需再向下委托)。
- 除了根節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)外的其他節(jié)點(diǎn)，都是上一層的 Handler，同時(shí)是下一層的 Router。
那么我們?cè)挷欢嗾f(shuō)，先看下框架代碼。
①AbstractStrategyRouter 抽象類：
- /**
- * 通用的“策略樹“框架，通過(guò)樹形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分發(fā)與委托，每層通過(guò)指定的參數(shù)進(jìn)行向下分發(fā)委托，直到達(dá)到最終的執(zhí)行者。
- * 該框架包含兩個(gè)類：{@code StrategyHandler} 和 {@code AbstractStrategyRouter}
- * 其中：通過(guò)實(shí)現(xiàn) {@code AbstractStrategyRouter} 抽象類完成對(duì)策略的分發(fā)，
- * 實(shí)現(xiàn) {@code StrategyHandler} 接口來(lái)對(duì)策略進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
- * 像是第二層 A、B 這樣的節(jié)點(diǎn)，既是 Root 節(jié)點(diǎn)的策略實(shí)現(xiàn)者也是策略A1、A2、B1、B2 的分發(fā)者，這樣的節(jié)點(diǎn)只需要
- * 同時(shí)繼承 {@code StrategyHandler} 和實(shí)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(jìn)行策略分發(fā)
- * / \
- * +------+ +------+
- * | A | | B | ------- 第 2 層不同策略的實(shí)現(xiàn)
- * +------+ +------+
- * / \ / \ --------- 根據(jù)入?yún)?nbsp;P2 進(jìn)行策略分發(fā)
- * / \ / \
- * +---+ +---+ +---+ +---+
- * |A1 | |A2 | |B1 | |B2 | ----- 第 3 層不同策略的實(shí)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?duì)應(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(duì)應(yīng)的策略處理者?？赏ㄟ^(guò) if-else 實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò) Map 實(shí)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(shí)注冊(cè)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(huì)自動(dòng)根據(jù)策略分發(fā)至下游的 Handler 進(jìn)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(shí)現(xiàn)策略的分發(fā)邏輯
- *
- * @return 分發(fā)邏輯 Mapper 對(duì)象
- */
- protected abstract StrategyMapper<T, R> registerStrategyMapper();
- }
繼承 AbstractStrategyRouter
如果子節(jié)點(diǎn)路由邏輯比較簡(jiǎn)單，可以直接通過(guò) if-else 進(jìn)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(duì)于實(shí)現(xiàn)了該抽象類的 Router 節(jié)點(diǎn)，只需要調(diào)用其 public R applyStrategy(T param) 方法即可獲取該節(jié)點(diǎn)的期望輸出。
框架會(huì)自動(dòng)根據(jù)定義的路由邏輯將 param 傳遞到對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，再由子節(jié)點(diǎn)不斷向下分發(fā)直到葉子節(jié)點(diǎn)或可以給出業(yè)務(wù)輸出的一層。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)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(diǎn)外，都要實(shí)現(xiàn) StrategyHandler
因此不再需要同時(shí)繼承 AbstractStrategyRouter
對(duì)于其他責(zé)任樹中的中間層節(jié)點(diǎn)，都需要同時(shí)繼承 Router 抽象類和實(shí)現(xiàn) Handler 接口。
在 R apply(T param); 方法中首先進(jìn)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(cuò)誤傳遞到下一層，同時(shí)也要避免“越權(quán)”做非本層職責(zé)的攔截校驗(yàn)，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(diǎn)即可。
完結(jié)撒花
至此，關(guān)于如何通過(guò)“責(zé)任樹模式”優(yōu)化這個(gè)需求場(chǎng)景的介紹就基本結(jié)束了，這不是一個(gè)復(fù)雜的需求，更不是一個(gè)多么精妙的優(yōu)化，這只是日常需求開發(fā)中通過(guò)設(shè)計(jì)模式優(yōu)化代碼的一個(gè)小例子。
最后再簡(jiǎn)單聊聊我在日常需求開發(fā)過(guò)程中關(guān)于架構(gòu)設(shè)計(jì)部分的一些思考。
其實(shí)并不是說(shuō)用“if-else”很 Low，用設(shè)計(jì)模式就 Niubility，二者各有其擅長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，在合適的場(chǎng)景使用合適的代碼才是正道。
其實(shí)“if-else”足以滿足大部分日常需求的開發(fā)，且簡(jiǎn)單、靈活、可靠。
這里的“if-else”泛指樸素直白的編程模式，僅以實(shí)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(guò)經(jīng)過(guò)思考的、更優(yōu)的架構(gòu)設(shè)計(jì)使代碼變的更簡(jiǎn)潔、拓展性更好、性能更優(yōu)、可讀性更好等等。
不過(guò)對(duì)于此也存在反對(duì)的論述，謂之“過(guò)早優(yōu)化乃萬(wàn)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(jué)得需要注意以下幾點(diǎn)：
①任何“結(jié)論”都有其所處背景、上下文細(xì)節(jié)等，通過(guò)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(jì)是在理論基礎(chǔ)、大量實(shí)踐、不斷思考總結(jié)以及無(wú)數(shù)采坑的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)的，而不是他知道一句別人都不知道的“咒語(yǔ)”。
②Knuth 這句話更偏重于反對(duì)奇技淫巧、細(xì)枝末節(jié)的性能優(yōu)化，因?yàn)樵?ldquo;過(guò)早”的時(shí)候無(wú)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(lái)收益，反而會(huì)造成更大的代價(jià)。
他批評(píng)的恰恰是不著眼于整體架構(gòu)的局部視角對(duì)系統(tǒng)的破壞，而架構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)”上并不妥當(dāng)。
③很多人覺(jué)得在項(xiàng)目開發(fā)時(shí)需求經(jīng)常“瞬息萬(wàn)變”、“朝令夕改”，而做優(yōu)化又需要花費(fèi)大量時(shí)間思考，根本沒(méi)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(shí)候就有精力、能力和膽量做優(yōu)化了呢?
④何時(shí)是所謂的“不早”很難界定，其實(shí)我們永遠(yuǎn)都無(wú)法確定自己掌握了足夠的細(xì)節(jié)可以進(jìn)行絕對(duì)正確的優(yōu)化。
在現(xiàn)實(shí)世界中，受到時(shí)間維度的限制，我們永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)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(jué)得等到壞味道嚴(yán)重不得不重構(gòu)的時(shí)候才想起優(yōu)化已為時(shí)過(guò)晚。
⑤這句話不應(yīng)該成為不做設(shè)計(jì)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(guò)程，日常需求是練兵場(chǎng)，是精進(jìn)技術(shù)的必經(jīng)之路。
所以，我覺(jué)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(guò)程中勤于思考，向更有經(jīng)驗(yàn)的人請(qǐng)教，在架構(gòu)設(shè)計(jì)上不斷學(xué)習(xí)、探索，才能擺脫日復(fù)一日通過(guò)“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(hào)閑魚技術(shù)(ID：XYtech_Alibaba)
