Java代碼重用之功能與上下文重用

更新時(shí)間：2018年05月11日 11:07:45 作者：NWGDK

代碼重用通常使得程序開(kāi)發(fā)更加快速，并使得 BUG 減少。一旦一段代碼被封裝和重用，那么只需要檢查很少的一段代碼即可確保程序的正確性。接下來(lái)通過(guò)本文給大家介紹Java代碼重用之功能與上下文重用的相關(guān)知識(shí)，感興趣的朋友跟隨腳本之家小編一起學(xué)習(xí)吧

我?guī)缀醪恍枰懻摓槭裁粗赜么a是有利的。代碼重用通常使得程序開(kāi)發(fā)更加快速，并使得 BUG 減少。一旦一段代碼被封裝和重用，那么只需要檢查很少的一段代碼即可確保程序的正確性。如果在整個(gè)應(yīng)用程序中只需要在一個(gè)地方打開(kāi)和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接，那么確保連接是否正常則容易的多。但我確信這些你已經(jīng)都知道了。

有兩種類(lèi)型的重用代碼，我稱(chēng)它們?yōu)橹赜妙?lèi)型：

功能重用（Action Reuse）
上下文重用（Context Reuse）

第一種類(lèi)型是功能重用，這是最常見(jiàn)的一種重用類(lèi)型。這也是大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員掌握的一種。即重用一組后續(xù)指令來(lái)執(zhí)行某種操作。

第二種類(lèi)型是上下文重用，即不同功能或操作代碼在相同上下文之間，將相同上下文封裝為重用代碼（這里的上下文指的是一系列相同的操作指令）。雖然它在控制反轉(zhuǎn)中越來(lái)越受歡迎但它并不常見(jiàn)。而且，上下文重用并沒(méi)有被明確的描述，因此它并沒(méi)有像功能重用一樣被系統(tǒng)的使用。我希望你看完這篇文章之后會(huì)有所改變。

功能重用

功能重用是最常見(jiàn)的重用類(lèi)型。它是一組執(zhí)行某種操作指令的重用。下面兩個(gè)方法都是從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)：

public List readAllUsers(){
  Connection connection = null;
  String sql = "select * from users";
  List users = new ArrayList();
  try{
    connection = openConnection();
    PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
    ResultSet result = statement.executeQuery();
    while(result.next()){
      // 重用代碼
      User user = new User();
      user.setName (result.getString("name"));
      user.setEmail(result.getString("email"));
      users.add(user);
      // END 重用代碼
    }
    result.close();
    statement.close();
    return users;
  }
  catch(SQLException e){
    //ignore for now
  }
  finally {
    //ignore for now
  }
}
public List readUsersOfStatus(String status){
  Connection connection = null;
  String sql = "select * from users where status = ?";
  List users = new ArrayList();
  try{
    connection = openConnection();
    PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
    statement.setString(1, status);
    ResultSet result = statement.executeQuery();
    while(result.next()){
      // 重用代碼
      User user = new User();
      user.setName (result.getString("name"));
      user.setEmail(result.getString("email"));
      users.add(user);
      // END 重用代碼
    }
    result.close();
    statement.close();
    return users;
  }
  catch(SQLException e){
    //ignore for now
  }
  finally {
    //ignore for now
  }
}

對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，可能很快就能發(fā)現(xiàn)可以重用的代碼。上面代碼中注釋“重用代碼”的地方是相同的，因此可以封裝重用。這些是將用戶(hù)記錄讀入用戶(hù)實(shí)例的操作?？梢詫⑦@些行代碼封裝到他們自己的方法中，例如：

// 將相同操作封裝到 readUser 方法中
private User readUser(ResultSet result) throws SQLException {
  User user = new User();
  user.setName (result.getString("name"));
  user.setEmail(result.getString("email"));
  users.add(user);
  return user; 
}

現(xiàn)在，在上述兩種方法中調(diào)用readUser()方法（下面示例只顯示第一個(gè)方法）：

public List readAllUsers(){
  Connection connection = null;
  String sql = "select * from users";
  List users = new ArrayList();
  try{
    connection = openConnection();
    PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
    ResultSet result = statement.executeQuery();
    while(result.next()){
      users.add(readUser(result))
    }
    result.close();
    statement.close();
    return users;
  }
  catch(SQLException e){
    //ignore for now
  }
  finally {
    //ignore for now
  }
}

readUser()方法也可以在它自己的類(lèi)中使用修飾符private隱藏。

以上就是關(guān)于功能重用的內(nèi)容。功能重用是將一組執(zhí)行特定操作的指令通過(guò)方法或類(lèi)封裝它們來(lái)達(dá)到重用的目的。

參數(shù)化操作

有時(shí)，你希望重用一組操作，但是這些操作在使用的任何地方都不完全相同。例如readAllUsers()和readUsersOfStatus()方法都是打開(kāi)一個(gè)連接，準(zhǔn)備一條語(yǔ)句，執(zhí)行它，并循環(huán)訪(fǎng)問(wèn)結(jié)果集。唯一的區(qū)別是readUsersOfStatus()需要在PreparedStatement上設(shè)置一個(gè)參數(shù)。我們可以將所有操作封裝到一個(gè)readUserList()方法。如下所示：

private List readUserList(String sql, String[] parameters){
  Connection connection = null;
  List users = new ArrayList();
  try{
    connection = openConnection();
    PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
    for (int i=0; i < parameters.length; i++){
      statement.setString(i, parameters[i]);
    }
    ResultSet result = statement.executeQuery();
    while(result.next()){
      users.add(readUser(result))
    }
    result.close();
    statement.close();
    return users;
  }
  catch(SQLException e){
    //ignore for now
  }
  finally {
    //ignore for now
  }
}

現(xiàn)在我們從readAllUsers()和readUsersOfStatus()調(diào)用readUserList(...)方法，并給定不同的操作參數(shù)：

public List readAllUsers(){
  return readUserList("select * from users", new String[]{});
}
public List readUsersWithStatus(String status){
  return readUserList("select * from users", new String[]{status});
}

我相信你可以找出其他更好的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)重用功能，并將他們參數(shù)化使得更加好用。

上下文重用

上下文重用與功能重用略有不同。上下文重用是一系列指令的重用，各種不同的操作總是在這些指令之間進(jìn)行。換句話(huà)說(shuō)，重復(fù)使用各種不同行為之前和之后的語(yǔ)句。因此上下文重用通常會(huì)導(dǎo)致控制風(fēng)格類(lèi)的反轉(zhuǎn)。上下文重用是重用異常處理，連接和事務(wù)生命周期管理，流迭代和關(guān)閉以及許多其他常見(jiàn)操作上下文的非常有效的方法。

這里有兩個(gè)方法都是用 InputStream 做的：

public void printStream(InputStream inputStream) throws IOException {
  if(inputStream == null) return;
  IOException exception = null;
  try{
    int character = inputStream.read();
    while(character != -1){
      System.out.print((char) character); // 不同
      character = inputStream.read();
    }
  }
  finally {
    try{
      inputStream.close();
    }
    catch (IOException e){
      if(exception == null) throw e;
    }
  }
}
public String readStream(InputStream inputStream) throws IOException {
  StringBuffer buffer = new StringBuffer(); // 不同
  if(inputStream == null) return;
  IOException exception = null;
  try{
    int character = inputStream.read();
    while(character != -1){
      buffer.append((char) character); // 不同
      character = inputStream.read();
    }
    return buffer.toString(); // 不同
  }
  finally {
    try{
      inputStream.close();
    }
    catch (IOException e){
      if(exception == null) throw e;
    }
  }
}

兩種方法與流的操作是不同的。但圍繞這些操作的上下文是相同的。上下文代碼迭代并關(guān)閉 InputStream。上述代碼中除了使用注釋標(biāo)記的不同之處外都是其上下文代碼。

如上所示，上下文涉及到異常處理，并保證在迭代后正確關(guān)閉流。一次又一次的編寫(xiě)這樣的錯(cuò)誤處理和資源釋放代碼是很繁瑣且容易出錯(cuò)的。錯(cuò)誤處理和正確的連接處理在 JDBC 事務(wù)中更加復(fù)雜。編寫(xiě)一次代碼并在任何地方重復(fù)使用顯然會(huì)比較容易。

幸運(yùn)的是，封裝上下文的方法很簡(jiǎn)單。創(chuàng)建一個(gè)上下文類(lèi)，并將公共上下文放入其中。在上下文的使用中，將不同的操作指令抽象到操作接口之中，然后將每個(gè)操作封裝在實(shí)現(xiàn)該操作接口的類(lèi)中（這里稱(chēng)之為操作類(lèi)），只需要將該操作類(lèi)的實(shí)例插入到上下文中即可?？梢酝ㄟ^(guò)將操作類(lèi)的實(shí)例作為參數(shù)傳遞給上下文對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)，或者通過(guò)將操作類(lèi)的實(shí)例作為參數(shù)傳遞給上下文的具體執(zhí)行方法來(lái)完成。

下面展示了如何將上述示例分隔為上下文和操作接口。StreamProcessor（操作接口）作為參數(shù)傳遞給StreamProcessorContext的processStream()方法。

// 流處理插件接口
public interface StreamProcessor {
  public void process(int input);
}
// 流處理上下文類(lèi)
public class StreamProcessorContext{
  // 將 StreamProcessor 操作接口實(shí)例化并作為參數(shù)
  public void processStream(InputStream inputStream, StreamProcessor processor) throws IOException {
    if(inputStream == null) return;
    IOException exception = null;
    try{
      int character = inputStream.read();
      while(character != -1){
        processor.process(character);
        character = inputStream.read();
      }
    }
    finally {
      try{
        inputStream.close();
      }
      catch (IOException e){
        if(exception == null) throw e;
        throw exception;
      }
    }
  }
}

現(xiàn)在可以像下面示例一樣使用StreamProcessorContext類(lèi)打印出流內(nèi)容：

FileInputStream inputStream = new FileInputStream("myFile");
// 通過(guò)實(shí)現(xiàn) StreamProcessor 接口的匿名子類(lèi)傳遞操作實(shí)例
new StreamProcessorContext()
.processStream(inputStream, new StreamProcessor(){
  public void process(int input){
    System.out.print((char) input);
  }
});

或者像下面這樣讀取輸入流內(nèi)容并添加到一個(gè)字符序列中：

public class StreamToStringReader implements StreamProcessor{
  private StringBuffer buffer = new StringBuffer();
  public StringBuffer getBuffer(){
    return this.buffer;
  }
  public void process(int input){
    this.buffer.append((char) input);
  }
}
FileInputStream inputStream = new FileInputStream("myFile");
StreamToStringReader reader = new StreamToStringReader();
new StreamProcessorContext().processStream(inputStream, reader);
// do something with input from stream.
reader.getBuffer();

正如你所看到的，通過(guò)插入不同的StreamProcessor接口實(shí)現(xiàn)來(lái)對(duì)流做任何操作。一旦StreamProcessorContext被完全實(shí)現(xiàn)，你將永遠(yuǎn)不會(huì)有關(guān)于未關(guān)閉流的困擾。

上下文重用非常強(qiáng)大，可以在流處理之外的許多其他環(huán)境中使用。一個(gè)明顯的用例是正確處理數(shù)據(jù)庫(kù)連接和事務(wù)（open - process - commit()/rollback() - close()）。其他用例是 NIO 通道處理和臨界區(qū)中的線(xiàn)程同步（lock() - access shared resource - unlock()）。它也能將API的已檢查異常轉(zhuǎn)換為未檢查異常。

當(dāng)你在自己的項(xiàng)目中查找適合上下文重用的代碼時(shí)，請(qǐng)查找以下操作模式：

常規(guī)操作之前（general action before）
特殊操作（special action）
常規(guī)操作之后（general action after）

當(dāng)你找到這樣的模式時(shí)，前后的常規(guī)操作就可能實(shí)現(xiàn)上下文重用。

上下文作為模板方法

有時(shí)候你會(huì)希望在上下文中有多個(gè)插件點(diǎn)。如果上下文由許多較小的步驟組成，并且你希望上下文的每個(gè)步驟都可以自定義，則可以將上下文實(shí)現(xiàn)為模板方法。模板方法是一種 GOF 設(shè)計(jì)模式。基本上，模板方法將算法或協(xié)議分成一系列步驟。一個(gè)模板方法通常作為一個(gè)單一的基類(lèi)實(shí)現(xiàn)，并為算法或協(xié)議中的每一步提供一個(gè)方法。要自定義任何步驟，只需創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)展模板方法基類(lèi)的類(lèi)，并重寫(xiě)要自定義的步驟的方法。

下面的示例是作為模板方法實(shí)現(xiàn)的 JdbcContext。子類(lèi)可以重寫(xiě)連接的打開(kāi)和關(guān)閉, 以提供自定義行為。必須始終重寫(xiě)processRecord(ResultSet result)方法, 因?yàn)樗浅橄蟮?。此方法提供不屬于上下文的操作，在使用JdbcContext的不同情況下的操作都不相同。這個(gè)例子不是一個(gè)完美的JdbcContext。它僅用于演示在實(shí)現(xiàn)上下文時(shí)如何使用模板方法。

public abstract class JdbcContext {
  DataSource dataSource = null;
  // 無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)可以用于子類(lèi)不需要 DataSource 來(lái)獲取連接
  public JdbcContext() {
  }
  public JdbcContext(DataSource dataSource){
    this.dataSource = dataSource;
  }
  protected Connection openConnection() throws SQLException{
    return dataSource.getConnection();
  }
  protected void closeConnection(Connection connection) throws SQLException{
    connection.close();
  }
  // 必須始終重寫(xiě) processRecord(ResultSet result) 方法
  protected abstract processRecord(ResultSet result) throws SQLException ;
  public void execute(String sql, Object[] parameters) throws SQLException {
    Connection    connection = null;
    PreparedStatement statement = null;
    ResultSet     result   = null;
    try{
      connection = openConnection();
      statement = connection.prepareStatement(sql);
      for (int i=0; i < parameters.length; i++){
        statement.setObject(i, parameters[i]);
      }
      result = statement.executeQuery();
      while(result.next()){
        processRecord(result);
      }
    }
    finally {
      if(result   != null){
        try{
          result.close();
        }
        catch(SQLException e) {
          /* ignore */
        }
      }
      if(statement != null){
        try{
          statement.close();
        }
        catch(SQLException e) {
          /* ignore */
        }
      }
      if(connection != null){
        closeConnection(connection);
      }
    }
  }
}

這是擴(kuò)展 JdbcContext 以讀取用戶(hù)列表的子類(lèi)：

public class ReadUsers extends JdbcContext{
  List users = new ArrayList();
  public ReadUsers(DataSource dataSource){
    super(dataSource);
  }
  public List getUsers() {
    return this.users;
  }
  protected void processRecord(ResultSet result){
    User user = new User();
    user.setName (result.getString("name"));
    user.setEmail(result.getString("email"));
    users.add(user);
  }
}

下面是如何使用 ReadUsers 類(lèi)：

ReadUsers readUsers = new ReadUsers(dataSource);
readUsers.execute("select * from users", new Object[0]);
List users = readUsers.getUsers();

如果ReadUsers類(lèi)需要從連接池獲取連接并在使用后將其釋放回該連接池，則可以通過(guò)重寫(xiě)openConnection()和closeConnection(Connection connection)方法來(lái)插入該連接。

注意如何通過(guò)方法重寫(xiě)插入操作代碼。JdbcContext的子類(lèi)重寫(xiě)processRecord方法以提供特殊的記錄處理。在StreamContext示例中，操作代碼封裝在單獨(dú)的對(duì)象中，并作為方法參數(shù)提供。實(shí)現(xiàn)操作接口StreamProcessor的對(duì)象作為參數(shù)傳遞給StreamContext類(lèi)的processStream(...)方法。

實(shí)施上下文時(shí)，你可以使用這兩種技術(shù)。JdbcContext類(lèi)可以將實(shí)現(xiàn)操作接口的ConnectionOpener和ConnectionCloser對(duì)象作為參數(shù)傳遞給execute方法，或作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)。就我個(gè)人而言，我更喜歡使用單獨(dú)的操作對(duì)象和操作接口，原因有兩個(gè)。首先，它使得操作代碼可以更容易單獨(dú)進(jìn)行單元測(cè)試；其次，它使得操作代碼在多個(gè)上下文中可重用。當(dāng)然，操作代碼也可以在代碼中的多個(gè)位置使用，但這只是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。畢竟，在這里我們只是試圖重用上下文，而不是重用操作。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在你已經(jīng)看到了兩種不同的重用代碼的方法。經(jīng)典的功能重用和不太常見(jiàn)的上下文重用。希望上下文的重用會(huì)像功能重用一樣普遍。上下文重用是一種非常有用的方法，可以從 API 的底層細(xì)節(jié)（例如JDBC，IO 或 NIO API等）中抽象出代碼。特別是如果 API 包含需要管理的資源（打開(kāi)和關(guān)閉，獲得并返回等）。

persistence/ORM API、Mr.Persister 利用上下文重用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接和事務(wù)生命周期管理。這樣用戶(hù)將永遠(yuǎn)不必?fù)?dān)心正確打開(kāi)或關(guān)閉連接，或提交或回滾事務(wù)。Mr.Persister 提供了用戶(hù)可以將他們的操作插入的上下文。這些上下文負(fù)責(zé)打開(kāi)，關(guān)閉，提交和回滾。

流行的 Spring 框架包含大量的上下文重用。例如 Springs JDBC 抽象。 Spring 開(kāi)發(fā)人員將其使用上下文重用作為“控制反轉(zhuǎn)”。這不是 Spring 框架使用的唯一一種控制反轉(zhuǎn)類(lèi)型。 Spring 的核心特性是依賴(lài)注入 bean 工廠(chǎng)或“應(yīng)用程序上下文”。依賴(lài)注入是另一種控制反轉(zhuǎn)。

以上所述是小編給大家介紹的Java代碼重用之功能與上下文重用，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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