设计模式实战应用之一：策略模式

策略模式的定义

策略模式是应用最普遍的设计模式之一。Gof 把策略模式归类到对象行为型模式，《设计模式:可复用面向对象软件的基础》对策略模式做出了明确的定义：“Define a family of algorithms, encapsulate
each one, and make theminterchangeable.Strategy lets the algorithm vary independently fromclients that use it.”，翻译过来就是：“定义了一族算法，将每个算法分别封装起来，并且互相之间可以替换。策略模式可以使算法的变化独立于使用算法的客户”。

why 策略模式?

客户端程序直接包含业务算法代码的话会变的复杂，这样会使客户程序庞大且难以维护，尤其是需要支持多种业务算法时。
不同的时候需要不同的算法，我们不想支持我们并不使用的业务算法。

当业务功能是客户程序的一个难以分割的成分时，增加新的业务算法或改变现有算法将十分困难。

策略模式定义一些类来封装不同的业务算法，从而避免上述问题。

策略模式的使用场合

许多相关类仅仅是行为不同。
需要使用一个算法的不同实现。

算法使用了客户不应该知道的数据。策略模式可以避免暴露复杂的、与算法相关的数据结构。

一个类定义了很多行为，而且这些行为在这个类里的操作以多个条件语句的形式出现。策略模式将相关的条件分支移入它们各自的 Strategy 类中以代替这些条件语句。

sql 性能测试需求

在一个 jee 项目中，有一张表，单表千万数据，有五条 sql 语句可能需要优化，现在处于上线前紧张的 coding 阶段，为了避免产品上线后因数据量暴涨而造成 sql 性能下降，现在需要一个程序来模拟真实场景下的 jee 数据库操作，通过这些操作用时分析 sql 性能和潜在问题，进而优化。

sql 性能测试分析

为了模拟真实场景，数据库、框架产品项目保持一致自不必说。数据库单表也需要制造模拟数据到上千万条，记录之间尽量遵循真实场景。

数据制造好以后，需要模拟不同用户进行操作。比如有用户模拟插入操作，有用户模拟查询操作。模拟操作的数量、执行频率最好也根据真实场景得出。

sql 性能测试类设计

jee 用了 spring mvc + spring IOC + iBatis 框架，为了便于理解我们模拟程序也分出 dao、service。为了不和 service 产生混淆，我们具体的“策略”算法封装在了 user 类里头(user 相当于 Gof《设计模式:可复用面向对象软件的基础》中的 Strategy 接口)，runner 作为使用算法的客户(即 Gof《设计模式:可复用面向对象软件的基础》中的 Context 对象)。具体类图如下：



sql 性能测试时序图



sql 性能测试源码实现

Strategy 角色 User 源代码：

package com.defonds.mysql.user;

public interface User {
// 策略模式的应用：把具体做法让每个 User 分别封装起来，做法独立于调用 User 的 thread
public void doMyThing();
}

ConcreteStrategy 角色之一 RawAddUser 源代码：

package com.defonds.mysql.user.raw;

import com.defonds.mysql.raw.service.RawService;
import com.defonds.mysql.user.User;

public class RawAddUser implements User {
private RawService rawService;
private int numCountor = 1; // 记录次数
public void setRawService(RawService rawService) {
this.rawService = rawService;
}

@Override
public void doMyThing() {
long uid = 111;
long did = 1111;
long fileId = 11111;
long sectionId = 111111;
long startTime = System.currentTimeMillis();
String s3RawHeaderPath = "/usr/home/df/wefd.txt" + numCountor;
String channelId = "1";
if (numCountor >= 20) {
numCountor = 1;
}
uid += numCountor;
did += numCountor;
fileId += numCountor;
sectionId += numCountor;
rawService.addTimeLineRaw(uid, did, fileId, sectionId, startTime, startTime + 15000, s3RawHeaderPath, channelId);
numCountor ++;
}

}

Context 角色 Runner 源代码：

package com.defonds.mysql.runner;

import java.util.Date;

import com.defonds.mysql.user.User;
import com.defonds.mysql.util.dao.RecordDao;

public abstract class Runner implements Runnable {
protected RecordDao recordDao;
protected User user;
protected String sceneDesc;
protected String type;
protected String requestDesc;
protected long interval;
public void setRecordDao(RecordDao recordDao) {
this.recordDao = recordDao;
}
public void setUser(User user) {
this.user = user;
}

/**
*
* @param sceneDesc // 场景名
* @param type // 操作类型 [insert、delete、update、select]
* @param requestDesc // 对应  timeline.xml 文件中的语句 id
* @param interval // 两次执行之间的时间间隔
*/
public Runner(String sceneDesc, String type, String requestDesc, long interval) {
this.sceneDesc = sceneDesc;
this.type = type;
this.requestDesc = requestDesc;
this.interval = interval;
}

@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(this.interval);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
Date startTime = new Date();
long startTimeL = System.currentTimeMillis();
this.user.doMyThing();
Date endTime = new Date();
long endTimeL = System.currentTimeMillis();
this.record(this.sceneDesc, this.type, startTime, endTime, endTimeL - startTimeL, this.requestDesc, null);
}
}

protected void record(String sceneDesc, String type, Date startTime, Date endTime, long extendTime, String requestDesc, String requestDetail) {
this.recordDao.addRecord(sceneDesc, type, startTime, endTime, extendTime, requestDesc, requestDetail);
}

}

sql 性能测试结果分析

使用压力程序将 DB Server 负载到真实上线后的比例。然后模拟程序 19 * 5 个用户并发，TestMysql 跑起来，E7500 CPU 负载到 0.2%，4 G 内存负载 0%。可以参考《关于一个具有配置文件的 Java Project 项目(非 web 项目)在服务器上的一个便捷部署》的做法将本模拟程序部署在测试服务器。根据本模拟程序运行两天，五个
sql 性能走势如下图：



本文示例程序《sql 性能测试》源码下载

已将本文用到的项目相关源代码上传至 CSDN 资源，有兴趣的朋友可以去看一下：sql 性能测试源代码。