GoLang设计模式15 - 策略模式

策略模式是一种行为型设计模式。通过策略模式，可以在运行时修改一个对象的行为。

接下来仍然是通过例子来了解策略模式。比如说内存缓存，这是我们在开发中经常使用的东西，大家应该都有一定的了解，接下来就用内存缓存来说明下如何使用策略模式。

向内存里存东西对于GoLang来说算是比较简单的事情，通过Map就可以做到，不过还是建议创建一个Cache struct来稍稍封装一下。不过我们都知道，内存缓存占用的空间是有上限的。当快达到上限时，就需要清理一下缓存中已有的内容。如下是清理缓存的一些常见的算法：

• LRU（Least Recently Used）：清理最近使用的最少的那些缓存数据
• FIFO（First In First Out）：清理最早放入缓存的那些数据
• LFU（Least Frequently Used）：清理使用频率最低的那部分数据

现在的问题是如何将Cache和清理算法解耦，这样在运行时就可以调整清理缓存的算法了。但也要注意，在添加新的清理算法时，不应该改动Cache。这时候就需要用到策略模式了。策略模式建议为相同业务的各种算法创建一个算法组，然后将每种算法都封装起来，使之有相同的接口，并且不同算法之间可以互换。清理缓存的算法的接口就可以命名为：evictionAlgo。

然后将evictionAlgo接口嵌入Cache中就可以了。

不同于让Cache直接自己继承evictionAlgo接口，现在可以通过evictionAlgo接口来组装不同的清理算法。因为evictionAlgo是一个接口，这样在运行的时候就可以将之赋值为LRU、FIFO或LFU，而不需要对Cache struct做任何调整。

现在捋一下什么时候使用策略模式：

1. 当一个对象需要提供不同的行为，而又不想在运行时修改对象时
2. 当想在运行时选择不同的行为而又不想写大量的条件语句时
3. 当为同一种行为准备了不同的算法时

下面是策略模式的UML类图：

这里是我们当前这个内存缓存案例的UML图：

具体代码如下：

evictionAlgo.go：

type evictionAlgo interface {
	evict(c *cache)
}

lru.go:

import "fmt"

type lru struct {
}

func (l *lru) evict(c *cache) {
	fmt.Println("Evicting by lru strategy")
}

fifo.go：

import "fmt"

type fifo struct {
}

func (l *fifo) evict(c *cache) {
	fmt.Println("Evicting by fifo strategy")
}

lfu.go

import "fmt"

type lfu struct {
}

func (l *lfu) evict(c *cache) {
	fmt.Println("Evicting by lfu strategy")
}

cache.go

type cache struct {
	storage      map[string]string
	evictionAlgo evictionAlgo
	capacity     int
	maxCapacity  int
}

func initCache(e evictionAlgo) *cache {
	storage := make(map[string]string)
	return &cache{
		storage:      storage,
		evictionAlgo: e,
		capacity:     0,
		maxCapacity:  2,
	}
}

func (c *cache) setEvictionAlgo(e evictionAlgo) {
	c.evictionAlgo = e
}

func (c *cache) add(key, value string) {
	if c.capacity == c.maxCapacity {
		c.evict()
	}
	c.capacity++
	c.storage[key] = value
}

func (c *cache) get(key string) {
	delete(c.storage, key)
}

func (c *cache) evict() {
	c.evictionAlgo.evict(c)
	c.capacity--
}

main.go

func main() {
	lfu := &lfu{}
	cache := initCache(lfu)
	cache.add("a", "1")
	cache.add("b", "2")
	cache.add("c", "3")
	lru := &lru{}
	cache.setEvictionAlgo(lru)
	cache.add("d", "4")
	fifo := &fifo{}
	cache.setEvictionAlgo(fifo)
	cache.add("e", "5")
}

执行后的输出内容为：

Evicting by lfu strategy
Evicting by lru strategy
Evicting by fifo strategy

代码已上传至GitHub： zhyea / go-patterns / strategy-pattern

END!!