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在JDK中，你能找到哪些策略模式的实际应用案例？请举例说明。

八股文_设计模式面试题 0 7

参考回答

问题：在JDK中，你能找到哪些策略模式的实际应用案例？请举例说明。

在JDK中，有很多地方都运用了策略模式，尤其是在集合框架和排序等场景中。最常见的应用案例包括Comparator接口的使用和Collections.sort()方法。

详细讲解与拓展

1. Comparator和Collections.sort()

Comparator接口和Collections.sort()方法是JDK中典型的策略模式应用。Comparator用于定义排序算法，而Collections.sort()方法通过传入不同的Comparator对象来实现灵活的排序策略切换。

具体应用：
  • 策略接口：Comparator接口，它定义了一个compare()方法，用于比较两个对象的大小。
  • 具体策略类：实现Comparator接口的具体类（例如：Comparator<Integer>、Comparator<String>等），每个策略类实现不同的比较方式。
  • 上下文类：Collections.sort()方法，作为上下文类，它接收一个Comparator对象，并通过调用该对象的compare()方法来对集合进行排序。
代码示例：
import java.util.*;

public class StrategyPatternInJDK {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 3, 7, 1, 9, 2);

        // 按升序排序
        Collections.sort(numbers, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o1 - o2;  // 升序
            }
        });
        System.out.println("升序排序: " + numbers);

        // 按降序排序
        Collections.sort(numbers, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;  // 降序
            }
        });
        System.out.println("降序排序: " + numbers);
    }
}
Java
工作原理：
  • Comparator是策略模式中的策略接口，它定义了比较算法（即排序规则）。
  • Collections.sort()方法充当上下文类，根据传入的Comparator对象执行不同的排序策略。
  • 当我们传入不同的Comparator实现时，Collections.sort()就会按不同的方式进行排序。这使得排序行为是可配置的，并且可以在运行时灵活切换。

2. ThreadPoolExecutor的策略模式应用

ThreadPoolExecutor类中的RejectedExecutionHandler接口也是策略模式的一个应用。在ThreadPoolExecutor中，当线程池中的任务队列已满，无法接受新的任务时，它会通过RejectedExecutionHandler接口的实现来处理被拒绝的任务。

具体应用：
  • 策略接口：RejectedExecutionHandler接口，用于定义当任务被拒绝时的处理策略。
  • 具体策略类：例如，AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（由提交任务的线程自己执行任务）等。
  • 上下文类：ThreadPoolExecutor类，根据具体的拒绝策略执行不同的任务拒绝处理方式。
代码示例：
import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExecutorStrategyExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个核心线程数为2，最大线程数为4，任务队列大小为2的线程池
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(2), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); // 使用AbortPolicy策略

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            final int taskId = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Executing task " + taskId);
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}
Java
工作原理：
  • RejectedExecutionHandler是一个策略接口，定义了当线程池任务被拒绝时的处理方式。
  • ThreadPoolExecutor通过传入不同的RejectedExecutionHandler策略来决定如何处理拒绝的任务。
  • 例如，AbortPolicy策略会直接抛出RejectedExecutionException异常，而CallerRunsPolicy策略则会让提交任务的线程自己去执行该任务。

3. java.util.stream中的Collector

在Java 8的Stream API中，Collector接口也是策略模式的一种应用。Collector用于定义如何将流中的元素累积成一个结果（比如：List、Set、Map、String等）。

具体应用：
  • 策略接口：Collector接口，定义了如何对流中的元素进行收集。
  • 具体策略类：例如：Collectors.toList()、Collectors.joining()、Collectors.groupingBy()等。
  • 上下文类：Stream.collect()方法，根据传入的Collector实现来对流中的元素进行不同的操作（例如：收集成一个List，或将元素拼接成一个String）。
代码示例：
import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public class StreamCollectorStrategyExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

        // 使用不同的策略（Collector）收集流中的元素
        List<String> list = names.stream()
                                 .collect(Collectors.toList()); // 使用toList策略
        System.out.println("List: " + list);

        String result = names.stream()
                             .collect(Collectors.joining(", ")); // 使用joining策略
        System.out.println("Joined: " + result);

        Map<Integer, List<String>> grouped = names.stream()
                                                  .collect(Collectors.groupingBy(String::length)); // 使用groupingBy策略
        System.out.println("Grouped: " + grouped);
    }
}
Java
工作原理：
  • Collector接口定义了如何对流中的元素进行累积操作。
  • Stream.collect()方法根据传入的Collector实现来进行不同的收集操作（如将元素收集到List、Map，或将字符串连接成一个大字符串等）。
  • 这种方式符合策略模式的思想，策略（即收集方法）被封装在Collector对象中，Stream通过调用collect()方法灵活地使用不同的策略来处理流中的元素。

总结

在JDK中，策略模式的应用非常广泛，尤其是在集合类、线程池、流操作等方面。通过策略模式，JDK能够为开发者提供灵活的操作方式，不同的策略（算法或行为）可以在运行时进行选择和切换，增强了系统的可扩展性和灵活性。例如，Comparator接口用于排序的策略、ThreadPoolExecutor中的拒绝策略以及Stream中的收集策略，都是策略模式的实际应用案例。

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