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個(gè)性電子賬單
現(xiàn)在電子賬單越來(lái)越流行了，比如你的信用卡，沒(méi)到月初的時(shí)候銀行就會(huì)發(fā)一份電子郵件給你，說(shuō)你這個(gè)月消費(fèi)了多少，什么時(shí)候消費(fèi)的，積分是多少等，這是每個(gè)月發(fā)一次的。還有就是各大銀行發(fā)的廣告信，雖然電子郵件的模板大致都相同，但是有些地方是有區(qū)別的，就是客戶的稱呼，銀行發(fā)送該類(lèi)郵件是有要求的：
- 個(gè)性化服
一般銀行都要求個(gè)性化服務(wù)，發(fā)過(guò)去的郵件上總有一些個(gè)人信息，比如"xx先生"，"xx女士"等。 -
遞送成功率
郵件的遞送成功率是有一定得要求，由于大批量地發(fā)送郵件會(huì)被接收方郵件服務(wù)器誤認(rèn)是垃圾郵件，因此要在郵件頭要增加一些偽造數(shù)據(jù)，以規(guī)避被反垃圾郵件引擎誤認(rèn)為是垃圾郵件。
從這兩方面考慮廣告信的發(fā)送也是電子賬單系統(tǒng)（電子賬單系統(tǒng)一般包括：賬單分析、廣告信息管理、發(fā)送隊(duì)列管理、發(fā)送機(jī)、退信處理、報(bào)表管理等）的一個(gè)子功能，我們今天就倆考慮一下廣告信這個(gè)模塊是怎么開(kāi)發(fā)的。那既然是廣告信，肯定要一個(gè)模板，然后在從數(shù)據(jù)庫(kù)中把客戶的信息一個(gè)個(gè)的取出來(lái)，放到模板中生成一份完整的郵件，然后扔給發(fā)送機(jī)進(jìn)行處理，類(lèi)圖13-1：
13-1
在類(lèi)圖中AdvTemplate是廣告信息的模板，一般都是從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出，生成一個(gè)BO或是DTO，我們這里使用一個(gè)靜態(tài)值做代表；Mail是一封郵件類(lèi)，發(fā)送機(jī)發(fā)送的就是這個(gè)類(lèi)。我們先來(lái)看AdvTemplate和Mail，代碼如下：
public class AdvTemplate {
private String advSubject = "xx銀行國(guó)慶信用卡抽獎(jiǎng)活動(dòng)";
private String advContext = "國(guó)慶抽獎(jiǎng)活動(dòng)通知；只要刷卡就送你一百萬(wàn)！...";
public String getAdvSubject(){
return this.advSubject;
}
public String getAdvContext(){
return this.advContext;
}
}
public class Mail {
private String recevier;
private String subject;
private String appellation;
private String contxt;
private String tail;
public Mail(AdvTemplate advTemplate){
this.subject = advTemplate.getAdvSubject();
this.contxt = advTemplate.getAdvContext();
}
public String getRecevier() {
return recevier;
}
public void setRecevier(String recevier) {
this.recevier = recevier;
}
public String getSubject() {
return subject;
}
public void setSubject(String subject) {
this.subject = subject;
}
public String getAppellation() {
return appellation;
}
public void setAppellation(String appellation) {
this.appellation = appellation;
}
public String getContxt() {
return contxt;
}
public void setContxt(String contxt) {
this.contxt = contxt;
}
public String getTail() {
return tail;
}
public void setTail(String tail) {
this.tail = tail;
}
}
Mail就是一個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象，雖然比較長(zhǎng)。我們?cè)诳纯礃I(yè)務(wù)場(chǎng)景類(lèi)是如何對(duì)郵件進(jìn)行處理的，代碼如下：
public class Client {
//發(fā)送賬單的數(shù)據(jù)量，這個(gè)值是從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得
private static int MAX_COUNT = 6;
public static void main(String[] args){
//模擬發(fā)送郵件
int i=0;
//把模板定義出來(lái)，這個(gè)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得
Mail mail = new Mail(new AdvTemplate());
mail.setTail("xx銀行版權(quán)所有");
while(i<MAX_COUNT){
//以下是每封郵件不同的地方
mail.setAppellation(getRandString(5)+"先生(女士)");
mail.setRecevier(getRandString(5)+"@"+getRandString(8)+".com");
sendMail(mail);
i++;
}
}
//發(fā)送郵件
public static void sendMail(Mail mail){
System.out.println("標(biāo)題:"+mail.getSubject()+"\t收件人；"+mail.getRecevier()+"\t...發(fā)送成功！");
}
private static String getRandString(int maxLength) {
String source = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Random rand = new Random();
for(int i=0;i<maxLength;i++){
sb.append(source.charAt(rand.nextInt(source.length())));
}
return sb.toString();
}
}
發(fā)送郵件一般都是這么做法，我們仔細(xì)想想，這個(gè)程序是否有問(wèn)題？這是一個(gè)線程在運(yùn)行，那按照發(fā)送一封郵件需要0.02秒（夠小了，你還要到數(shù)據(jù)庫(kù)中取數(shù)據(jù)呢），600萬(wàn)封郵件需要33小時(shí)，也就是一個(gè)整天都發(fā)送不完，今天的沒(méi)發(fā)送完，明天的賬單又產(chǎn)生了，日積月累，激起甲方人員一堆抱怨，那怎么辦？那我們報(bào)sendMail修改為多線程，但是只把sendMail修改為多線程還是有問(wèn)題呀，產(chǎn)生第一封郵件對(duì)象，放到線程1中運(yùn)行，還沒(méi)有發(fā)送出去；線程2也啟動(dòng)了，直接就把郵件對(duì)象mail的收件人地址和稱謂修改掉了，線程不安全了（一般多線程就不是怎么個(gè)寫(xiě)法了，就不會(huì)把mail在這地方去new了，但是這里mail是模板，我們且往下面看）。說(shuō)道這里，你會(huì)說(shuō)這有N種解決辦法，其中一種是使用一種新型模式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：通過(guò)對(duì)象的復(fù)制功能來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，類(lèi)圖稍作修改,如圖13-2所示：
增加了一個(gè)Cloneable接口（java自帶的一個(gè)接口），Mail實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口，在Mail類(lèi)中覆寫(xiě)clone()方法，我們來(lái)看Mail類(lèi)的改變，代碼如下：
public class Mail implements Cloneable {
private String recevier;
private String subject;
private String appellation;
private String contxt;
private String tail;
public Mail(AdvTemplate advTemplate){
this.subject = advTemplate.getAdvSubject();
this.contxt = advTemplate.getAdvContext();
}
@Override
protected Mail clone(){
Mail mail = null;
try {
mail = (Mail) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return mail;
}
public String getRecevier() {
return recevier;
}
public void setRecevier(String recevier) {
this.recevier = recevier;
}
public String getSubject() {
return subject;
}
public void setSubject(String subject) {
this.subject = subject;
}
public String getAppellation() {
return appellation;
}
public void setAppellation(String appellation) {
this.appellation = appellation;
}
public String getContxt() {
return contxt;
}
public void setContxt(String contxt) {
this.contxt = contxt;
}
public String getTail() {
return tail;
}
public void setTail(String tail) {
this.tail = tail;
}
}
注意看粗體部分，實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，并重寫(xiě)了clone方法，大家可能看著這個(gè)類(lèi)有點(diǎn)奇怪，先保留你的好奇，我們繼續(xù)講下去，稍后會(huì)給你清晰的答案。我們?cè)賮?lái)看場(chǎng)景Client的變化，代碼如下：
public class Client {
//發(fā)送賬單的數(shù)據(jù)量，這個(gè)值是從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得
private static int MAX_COUNT = 6;
public static void main(String[] args){
//模擬發(fā)送郵件
int i=0;
//把模板定義出來(lái)，這個(gè)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得
Mail mail = new Mail(new AdvTemplate());
mail.setTail("xx銀行版權(quán)所有");
while(i<MAX_COUNT){
//以下是每封郵件不同的地方
Mail cloneMail = mail.clone();
cloneMail.setAppellation(getRandString(5)+"先生(女士)");
cloneMail.setRecevier(getRandString(5)+"@"+getRandString(8)+".com");
sendMail(cloneMail);
i++;
}
}
//發(fā)送郵件
public static void sendMail(Mail mail){
System.out.println("標(biāo)題:"+mail.getSubject()+"\t收件人；"+mail.getRecevier()+"\t...發(fā)送成功！");
}
private static String getRandString(int maxLength) {
String source = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Random rand = new Random();
for(int i=0;i<maxLength;i++){
sb.append(source.charAt(rand.nextInt(source.length())));
}
return sb.toString();
}
}
一樣完成了電子廣告的發(fā)送，而且sendMail即使是多線程也沒(méi)有關(guān)系（這里沒(méi)有用多線程寫(xiě)）。注意，看Client中的粗體字mail.clone()這個(gè)方法，把對(duì)象復(fù)制一份，產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象，和原有對(duì)象一樣，然后在修改細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)，如設(shè)置稱謂、收件人地址等，這種不通過(guò)new關(guān)鍵字來(lái)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象，而是通過(guò)對(duì)象復(fù)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的模式就叫做原型模式。（這個(gè)地方用到了java提供的并發(fā)包中兩個(gè)很重要的思想之一叫做寫(xiě)時(shí)復(fù)制，這是保證處理高并發(fā)時(shí)一種線程安全的做法）
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原型模式的定義
原型模式（Prototype Pattern）的簡(jiǎn)單程度僅次于單例模式和迭代器模式。正是由于簡(jiǎn)單，使用的場(chǎng)景才非常的多，其定義如下：
Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance,and create new objects by copying this prototype.(用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類(lèi)，并且通過(guò)拷貝這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。)
原型模式的通用類(lèi)圖13-3：
原型模式的核心是一個(gè)clone方法，通過(guò)該方法進(jìn)行對(duì)象的拷貝，java提供了一個(gè)cloneable接口來(lái)標(biāo)識(shí)這個(gè)對(duì)象是可拷貝的，這個(gè)接口沒(méi)有方法，只是標(biāo)記作用，在jvm中具有這個(gè)標(biāo)記的對(duì)象才有可能被拷貝。那怎么才能從"有可能被拷貝"轉(zhuǎn)換為"可以被拷貝呢"？方法是覆蓋clone()方法,看看我們上面Mail類(lèi)中的clone方法，在clone()方法中增加了一個(gè)注解@Override，這個(gè)是覆寫(xiě)的Object的clone方法！我們來(lái)看看原型模式的通用源碼，代碼如下：
public class PrototypeClass implements Cloneable{
@Override
public PrototypeClass clone(){
PrototypeClass prototypeClass = null;
try {
prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return prototypeClass;
}
}
實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口Cloneable，然后重寫(xiě)clone方法，就完成了一個(gè)原型模式！（其實(shí)在這里有一個(gè)疑問(wèn)，這個(gè)clone方法里面為什么使用的super.clone(),我百度了一下沒(méi)看到很好的解釋，我是這樣理解的，可以看Object中的clone方法有一個(gè)關(guān)鍵詞natice，表示這是個(gè)本地方法調(diào)用的低層代碼，然后我們覆寫(xiě)的clone方法實(shí)際比沒(méi)有實(shí)現(xiàn)復(fù)制對(duì)象的邏輯，所以必須使用super.clone來(lái)調(diào)用Object的clone方法；不知道對(duì)不對(duì)哈）
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原型模式的應(yīng)用
3.1 原型模式的優(yōu)點(diǎn)
- 性能優(yōu)良
原型模式是在內(nèi)存二進(jìn)制流的拷貝，要比直接new一個(gè)對(duì)象性能好很多，特別是要在一個(gè)循環(huán)體內(nèi)產(chǎn)生大量對(duì)象時(shí)，原型模式可以更好地體現(xiàn) 其優(yōu)點(diǎn)。 - 逃避構(gòu)造函數(shù)的約束
這既是它的有點(diǎn)也是缺點(diǎn)，直接在內(nèi)存中拷貝，構(gòu)造函數(shù)是不會(huì)執(zhí)行的。優(yōu)點(diǎn)就是減少了約束，缺點(diǎn)也是減少了約束，需要大家在實(shí)際應(yīng)用時(shí)考慮。（這個(gè)只能說(shuō)遇見(jiàn)了才比較清楚是怎么回事，我目前還沒(méi)見(jiàn)過(guò)，實(shí)際上我開(kāi)發(fā)中用到的clone的都比較少，clone也是有很多限制的，不小心就很容易出現(xiàn)問(wèn)題）
3.2 原型模式的使用場(chǎng)景 - 資源優(yōu)化場(chǎng)景
類(lèi)初始化需要消化非常多的資源，這個(gè)資源包括數(shù)據(jù)、硬件資源等 - 性能和安全要求的場(chǎng)景
通過(guò)new產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象需要非常繁瑣的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備或訪問(wèn)權(quán)限，則可以使用原型模式。 - 一個(gè)對(duì)象多個(gè)修改者的場(chǎng)景
一個(gè)對(duì)象需要提供給其他對(duì)象訪問(wèn)，而且各個(gè)調(diào)用者可能都需要修改其值時(shí)，可以考慮使用原型模式拷貝多個(gè)對(duì)象供調(diào)用者使用。
在實(shí)際項(xiàng)目中，原型模式很少單獨(dú)出現(xiàn)，一般是和工廠方法模式一起出現(xiàn)，通過(guò)clone的方法創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，然后由工廠方法提供給調(diào)用者。原型模式已經(jīng)與java融為一體，大家可以隨手哪來(lái)使用。
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原型模式的注意事項(xiàng)
原型模式雖然簡(jiǎn)單，但是在java中使用使用原型模式也就是clone方法還是有一些注意事項(xiàng)的，通過(guò)例子學(xué)習(xí)。
4.1構(gòu)造函數(shù)不會(huì)被執(zhí)行
一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Cloneable并重寫(xiě)了clone方法的類(lèi)A，有一個(gè)無(wú)參構(gòu)造或有參構(gòu)造B，通過(guò)new 關(guān)鍵字產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象S，在然后通過(guò)S.clone()方式產(chǎn)生了一個(gè)新的對(duì)象T，那么在對(duì)象拷貝時(shí)構(gòu)造函數(shù)B是不會(huì)被執(zhí)行的，通過(guò)代碼來(lái)看：
public class Client {
public static class Thing implements Cloneable{
public Thing(){
System.out.println("構(gòu)造函數(shù)被執(zhí)行了。。。。");
}
@Override
public Thing clone(){
Thing thing = null;
try{
thing = (Thing)super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return thing;
}
}
public static void main(String[] args) {
Thing thing = new Thing();
Thing cloneThing = thing.clone();
System.out.println(thing);
System.out.println(cloneThing);
}
}
對(duì)象拷貝時(shí)構(gòu)造函數(shù)確實(shí)沒(méi)有被執(zhí)行，這點(diǎn)從原理上也是講的通的，Object類(lèi)的clone方法的原理是從內(nèi)存中（具體說(shuō)的就是堆內(nèi)存）以二進(jìn)制流的方式進(jìn)行拷貝，重新分配一個(gè)內(nèi)存塊，那構(gòu)造函數(shù)沒(méi)有被執(zhí)行也是正常的了。
4.2 淺拷貝和深拷貝
在學(xué)習(xí)淺拷貝和深拷貝之前我們先看個(gè)例子，代碼如下：
public class Client01 {
public static class Thing implements Cloneable{
private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
@Override
public Thing clone(){
Thing thing = null;
try {
thing = (Thing) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return thing;
}
//設(shè)置HashMap的值
public void setValue(String value){
this.arrayList.add(value);
}
//取得arrayList的值
public ArrayList<String> getValue(){
return this.arrayList;
}
}
public static void main(String[] args) {
Thing thing = new Thing();
thing.setValue("zhangsan");
Thing cloneThing = thing.clone();
cloneThing.setValue("lisi");
System.out.println(thing.getValue());
}
}
//運(yùn)行結(jié)果
[zhangsan, lisi]
為什么會(huì)有l(wèi)isi呢？是因?yàn)閖ava做了一個(gè)偷懶的拷貝動(dòng)作，Object類(lèi)提供的方法clone只是拷貝本對(duì)象，其對(duì)象內(nèi)部數(shù)組、引用對(duì)象等都不拷貝，還是指向原生對(duì)象的內(nèi)部元素地址，這種拷貝就叫做淺拷貝。確實(shí)是非常淺兩個(gè)對(duì)象共享了一個(gè)私有變量，你改我改大家改，是一種非常不安全的方式，在實(shí)際項(xiàng)目中使用的還是比較少的（當(dāng)然，這也是一種"危機(jī)"環(huán)境的一種救命方式）。為什么在Mail那個(gè)類(lèi)中就可以使用String類(lèi)型，而不會(huì)產(chǎn)生由淺拷貝帶來(lái)的問(wèn)題呢？?jī)?nèi)部數(shù)組和引用對(duì)象才不拷貝，其他原始類(lèi)型比如int、long、char等都會(huì)拷貝，但是String類(lèi)型呢，java就希望把String類(lèi)型認(rèn)為是基本類(lèi)型，它是沒(méi)有clone方法的，處理機(jī)制也比較特殊，通過(guò)字符串池（stringpool）在需要的時(shí)候才在內(nèi)存中創(chuàng)建新的字符串，在使用的時(shí)候可以把String類(lèi)型當(dāng)基本類(lèi)型使用即可。
注意 使用原型模式時(shí)，引用成員變量必須滿足兩個(gè)條件才不會(huì)被拷貝：一是類(lèi)的成員變量，而不是方法內(nèi)變量；二是必須是一個(gè)可變的引用變量，而不是一個(gè)原始類(lèi)型或不可變對(duì)象。
淺拷貝是有風(fēng)險(xiǎn)的，那么怎么才能深入拷貝呢?我們修改一下程序就可以深拷貝了，代碼如下：
public Thing clone(){
Thing thing = null;
try {
thing = (Thing) super.clone();
thing.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return thing;
}
只需要在clone的方法中對(duì)私有變量進(jìn)行獨(dú)立的拷貝就可以了。
該方法就實(shí)現(xiàn)了完全拷貝，兩個(gè)對(duì)象之間沒(méi)有任何的瓜葛了，你修改你的，我修改我的，不互相影響，這種拷貝就叫做深拷貝。深拷貝還有一種實(shí)現(xiàn)方式就是通過(guò)自己寫(xiě)二進(jìn)制流倆操作對(duì)象，然后時(shí)間對(duì)象的深拷貝（這種方式書(shū)上沒(méi)有寫(xiě)例子，需要百度）
注意 深拷貝和淺拷貝建議不要混合使用，特別是在涉及類(lèi)的繼承時(shí)，父類(lèi)有多個(gè)引用的情況就非常復(fù)雜了，建議方案是深拷貝和淺拷貝分開(kāi)實(shí)現(xiàn)。
4.3 clone與final兩個(gè)冤家
對(duì)象的clone和對(duì)象內(nèi)的final是有沖突的，你給成員變量添加final關(guān)鍵字，然后編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)，final類(lèi)型是不讓重新賦值的，所以說(shuō)要使用clone就不能在成員變量上加final關(guān)鍵字，報(bào)錯(cuò)如圖。
注意 要使用clone方法，類(lèi)的成員變量不要增加final關(guān)鍵字。
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最佳實(shí)踐
原型模式先產(chǎn)生一個(gè)包含大量共有信息的類(lèi)，然后拷貝出副本，修正細(xì)節(jié)信息，建立一個(gè)完整的個(gè)性對(duì)象。（我們之前學(xué)過(guò)工廠方法模式和建造者模式也是用來(lái)生產(chǎn)對(duì)象實(shí)例，但是好歹有個(gè)生產(chǎn)規(guī)則，根據(jù)指定的規(guī)則來(lái)生產(chǎn)實(shí)例；這個(gè)原型模式更簡(jiǎn)單粗暴，只要有了一個(gè)實(shí)例，直接在此基礎(chǔ)上復(fù)制粘貼，在修改一些細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)直深得復(fù)制粘貼的精髓，只要你有的我都可以有，哈哈）
內(nèi)容來(lái)之《設(shè)計(jì)模式之禪》
