[Java] 设计模式：代码形状 - lambda表达式的一个应用

[Java] 设计模式: Code Shape - 管理你的代码结构

Code Shape 设计模式

这里介绍一个设计模式: Code Shape。

如果你没有听说的，没问题。这个名字是我刚刚起的。

作用

在应用软件开发中，我们经常会采用多层架构。在每一层中，不同的方法往往呈现相同的代码结构。

这里我们称之为：Code Shape。

比如：在数据访问层，写方法都可能有下面这些代码：

• 获取数据库连接
• 创建一个事务
• 写入数据
• 提交事务
• 如果发生异常，回滚事务

除此之外，有时，架构师希望增加一些架构功能，比如：

• 统一处理权限认证
• 统一处理异常
• 记录日志
• 对性能做profiling
• 记录方法的参数值

这时，设计模式 Code Shape 通过使用Lambda表达式，实现了上面的需求。

提供了一种灵活的方式，管理每层方法的代码结构。

代码示例

本位提供了一个代码示例，完成下面功能：

• 在调用一个业务逻辑之前，写一个日志。
• 在调用一个业务逻辑之后，写一个日志。
• 在调用一个业务逻辑时发生异常，写一个日志。
• 记录方法的参数值。
• 如果有，记录返回值。

预备知识

关于 Java 8 Lambda 表达式，请参考 这里。

Java 提供了 java.util.function.Consumer 和 java.util.function.Function，方便我们去使用Lambda表达式。

Consumer 被用于没有返回值的方法，Function 被用于有返回值的方法。

不幸的是，这两个接口只支持一个输入参数。

如果需要，我们需要写一些接口，来支持多个输入参数。

这是，提供了支持两个输入参数的例子：

• ConsumerTwo

@FunctionalInterface
public interface ConsumerTwo<T, T2> {
    public void accept(T t, T2 t2);
}

• FunctionTwo

@FunctionalInterface
public interface FunctionTwo<T, T2, R> {
    public R apply(T t, T2 t2);
}

Annotation FunctionalInterface 标示这个接口是一个function interface，内部只定义了一个方法。

代码：Main类

这个Main类调用了三个例子：

第一个例子：调用了一个没有返回值的业务逻辑方法。

第二个例子：调用了一个没有返回值的业务逻辑方法，实际上，会抛出异常。

第三个例子：调用了一个有返回值的业务逻辑方法。

代码:

• Main.java

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		pattern.CodeShapeSample br = new pattern.CodeShapeSample();
		// call business rule one
		br.businessRuleOne("Jack", "is man");
		// call business rule two, will get an exception
		try {
			br.businessRuleTwoThrowException("Tom", "is woman");
		}
		catch (Exception e) {}
		// call business rule three which has a return.
		String value = br.businessRuleThree("Mary", "is woman");
	}
}

代码：Code Shape 设计模式

• CodeShapeSample

package pattern;
import java.text.MessageFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
public class CodeShapeSample {
	/*
	 * This is a consumer sample
	 */
	public void businessRuleOne(final String name, final String value) {
		CodeShapePattern.consumerShape.accept((o) -> {
			// here is business rule logical
			System.out.println("here is business rule logical 1.");
		}, Arrays.asList(name, value));
	}
	/*
	 * This is a consumer with exception sample
	 */
	public void businessRuleTwoThrowException(final String name, final String value) {
		CodeShapePattern.consumerShape.accept((o) -> {
			// here is business rule logical
			System.out.println("here is business rule logical 2.");
			throw new RuntimeException("failure!");
		}, Arrays.asList(name, value));
	}
	/*
	 * This is a function sample
	 */
	public String businessRuleThree(final String name, final String value) {
		return CodeShapePattern.<String>getFunctionShape().apply((o) -> {
			// here is business rule logical
			System.out.println("here is business rule logical 3.");
			return name + " " + value;
		}, Arrays.asList(name, value));
	}
}

• CodeShapePattern

package pattern;
import java.text.MessageFormat;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
public class CodeShapePattern {
    public static ConsumerTwo<Consumer<Object>, List<Object>> consumerShape = (body, params) ->
    {
    	StackTraceElement caller = new Exception().getStackTrace()[2];
    	String method = caller.getClassName() + "#" + caller.getMethodName();
        try {
			System.out.println("");
            System.out.println("========");
            System.out.println(MessageFormat.format("start method ''{0}''", method));
            if (params != null) {
            	for(Object param : params) {
            		System.out.println(MessageFormat.format("parameter : ''{0}''", param.toString()));
            	}
            }
            System.out.println("---- start body ----");
            body.accept(null);
            System.out.println("---- end body ----");
        }
        catch (Exception e) {
        	System.out.println(MessageFormat.format("error method ''{0}'': {1}", method, e.getMessage()));
        	throw e;
		}
		finally {
			System.out.println(MessageFormat.format("end method ''{0}''", method));
		}
    };
    public static <R> FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> getFunctionShape() {
    	FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> function = (body, params) ->
	    {
	    	R ret = null;
	    	StackTraceElement caller = new Exception().getStackTrace()[2];
	    	String method = caller.getClassName() + "#" + caller.getMethodName();
	        try {
				System.out.println("");
				System.out.println("========");
	            System.out.println(MessageFormat.format("start method ''{0}''", method));
	            if (params != null) {
	            	for(Object param : params) {
	            		System.out.println(MessageFormat.format("parameter : ''{0}''", param.toString()));
	            	}
	            }
	            System.out.println("---- start body ----");
	            ret = body.apply(null);
	            System.out.println("---- end body ----");
	        }
	        catch (Exception e) {
	        	System.out.println(MessageFormat.format("error method ''{0}'': {1}", method, e.getMessage()));
	        	throw e;
			}
			finally {
	            System.out.println(MessageFormat.format("end method ''{0}'', return ''{1}''", method, ret.toString()));
			}
	        return ret;
	    };
	    return function;
    }
}

代码说明 1：使用 Consumer

好了，这里已经提供了所有的代码。现在，让我们逐一解释。

• 代码：业务逻辑
  
  由于下面这个业务规则方法没有返回值，所以使用CodeShapePattern.consumerShape。
  
  这里有两个输入参数：
  
  第一个是：业务规则逻辑。
  
  第二个是：方法的参数值，用于内部使用。

	/*
	 * This is a consumer sample
	 */
	public void businessRuleOne(final String name, final String value) {
		CodeShapePattern.consumerShape.accept((o) -> {
			// here is business rule logical
			System.out.println("here is business rule logical 1.");
		}, Arrays.asList(name, value));
	}

• 代码：Code Shape 设计模式 - Consumer
  
  我们可以看到，consumerShape 是一个静态变量，实现了统一的功能。
  
  这个 consumerShape 使用了一个嵌套的 Consumer。
  
  内部的 Consumer 是业务规则逻辑, 在业务规则逻辑，你想怎么写，就怎么写。
  
  顺便说一句：内部的 Consumer的输入参数是没用的，我们可以定义一个 ConsumerZero 接口来简化代码。

    public static ConsumerTwo<Consumer<Object>, List<Object>> consumerShape = (body, params) ->
    {
    	StackTraceElement caller = new Exception().getStackTrace()[2];
    	String method = caller.getClassName() + "#" + caller.getMethodName();
        try {
			System.out.println("");
            System.out.println("========");
            System.out.println(MessageFormat.format("start method ''{0}''", method));
            if (params != null) {
            	for(Object param : params) {
            		System.out.println(MessageFormat.format("parameter : ''{0}''", param.toString()));
            	}
            }
            System.out.println("---- start body ----");
            body.accept(null);
            System.out.println("---- end body ----");
        }
        catch (Exception e) {
        	System.out.println(MessageFormat.format("error method ''{0}'': {1}", method, e.getMessage()));
        	throw e;
		}
		finally {
			System.out.println(MessageFormat.format("end method ''{0}''", method));
		}
	};

简化版：

    public static ConsumerTwo<Consumer<Object>, List<Object>> consumerShape = (body, params) ->
    {
        try {
            body.accept(null);
        }
        catch (Exception e) {
        	throw e;
		}
		finally {
		}
	};

代码说明 2：使用 Function

好了，这里已经提供了所有的代码。现在，让我们逐一解释。

• 代码：业务逻辑
  
  由于下面这个业务规则方法有返回值，所以使用CodeShapePattern.<R>getFunctionShape()。
  
  getFunctionShape()是一个泛型方法，这个泛型是业务逻辑方法的返回类型。
  
  这里有两个输入参数：
  
  第一个是：业务规则逻辑，有返回值。
  
  第二个是：方法的参数值，用于内部使用。

	/*
	 * This is a function sample
	 */
	public String businessRuleThree(final String name, final String value) {
		return CodeShapePattern.<String>getFunctionShape().apply((o) -> {
			// here is business rule logical
			System.out.println("here is business rule logical 3.");
			return name + " " + value;
		}, Arrays.asList(name, value));
	}

• 代码：Code Shape 设计模式 - Function
  
  不同于consumerShape， getFunctionShape 是一个静态泛型方法，实现了统一的功能。
  
  这个 getFunctionShape 使用了一个嵌套的 Function。
  
  内部的 Function 是业务规则逻辑, 在业务规则逻辑，你想怎么写，就怎么写。
  
  顺便说一句：内部的 Function的输入参数是没用的，我们可以定义一个 FunctionZero 接口来简化代码。

    public static <R> FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> getFunctionShape() {
    	FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> function = (body, params) ->
	    {
	    	R ret = null;
	    	StackTraceElement caller = new Exception().getStackTrace()[2];
	    	String method = caller.getClassName() + "#" + caller.getMethodName();
	        try {
				System.out.println("");
				System.out.println("========");
	            System.out.println(MessageFormat.format("start method ''{0}''", method));
	            if (params != null) {
	            	for(Object param : params) {
	            		System.out.println(MessageFormat.format("parameter : ''{0}''", param.toString()));
	            	}
	            }
	            System.out.println("---- start body ----");
	            ret = body.apply(null);
	            System.out.println("---- end body ----");
	        }
	        catch (Exception e) {
	        	System.out.println(MessageFormat.format("error method ''{0}'': {1}", method, e.getMessage()));
	        	throw e;
			}
			finally {
	            System.out.println(MessageFormat.format("end method ''{0}'', return ''{1}''", method, ret.toString()));
			}
	        return ret;
	    };
	    return function;
	}

简化版：

    public static <R> FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> getFunctionShape() {
    	FunctionTwo<Function<Object, R>, List<Object>, R> function = (body, params) ->
	    {
	    	R ret = null;
	        try {
	            ret = body.apply(null);
	        }
	        catch (Exception e) {
	        	throw e;
			}
			finally {
			}
	        return ret;
	    };
	    return function;
	}

输出结果

========

start method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleOne'

parameter : 'Jack'

parameter : 'is man'

---- start body ----

here is business rule logical 1.

---- end body ----

end method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleOne'

========

start method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleTwoThrowException'

parameter : 'Tom'

parameter : 'is woman'

---- start body ----

here is business rule logical 2.

error method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleTwoThrowException': failure!

end method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleTwoThrowException'

========

start method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleThree'

parameter : 'Mary'

parameter : 'is woman'

---- start body ----

here is business rule logical 3.

---- end body ----

end method 'pattern.CodeShapeSample#businessRuleThree', return 'Mary is woman'