【Java设计模式】上下文对象模式：简化上下文数据的访问

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【Java设计模式】上下文对象模式：简化上下文数据的访问

【Java设计模式】上下文对象模式：简化上下文数据的访问

一、概述

在Java设计模式中，上下文对象模式用于封装与用户或正在处理的请求相关的上下文（状态和行为），以将Java应用程序组件与环境的复杂性解耦。本文将详细介绍该模式的意图、解释、编程示例、适用场景、实际应用、优点和权衡。同时，还将提供示例代码的下载链接，方便读者进行学习和实践。

二、上下文对象设计模式的别名

Context（上下文）
Context Encapsulation（上下文封装）
Context Holder（上下文持有者）
Encapsulate Context（封装上下文）

三、上下文对象设计模式的意图

封装与用户或正在处理的请求相关的上下文（状态和行为），以将Java应用程序组件与环境的复杂性解耦。这种设计模式有助于有效地管理应用程序的上下文。

四、上下文对象模式的详细解释及实际示例

实际示例 ：
- 想象一个繁忙的机场，其中多个服务需要在乘客的旅程中访问和共享乘客信息。与其让每个服务单独请求和传递乘客详细信息，机场使用"乘客上下文对象"。这个上下文对象保存所有相关的乘客信息，如身份、航班详细信息和偏好。诸如值机、安检、登机和客户服务等各种服务访问这个上下文对象，以根据需要获取或更新乘客数据。这种方法确保了一致和高效的信息处理，而不会将服务紧密耦合，类似于上下文对象设计模式在软件中的工作方式。
通俗解释 ：
- 创建一个对象来存储和管理上下文数据，并在Java应用程序中需要的任何地方传递这个上下文对象，确保代码解耦且更清晰。
Core J2EE Patterns说 ：
- 使用上下文对象以与协议无关的方式封装状态，以便在整个应用程序中共享。

五、Java中上下文对象的编程示例

在一个多层的Java应用程序中，不同的层（如A、B和C）从共享的上下文中提取特定信息。单独传递每一条信息是低效的。上下文对象模式有效地存储和传递这些信息，提高了Java应用程序的整体性能和可维护性。

定义"ServiceContext"对象包含的数据。

Java 复制代码

@Getter
@Setter
public class ServiceContext {
    String accountService;
    String sessionService;
    String searchService;
}

创建接口"ServiceContextFactory"，用于在应用程序的部分中创建上下文对象。

Java 复制代码

public class ServiceContextFactory {
    public static ServiceContext createContext() {
        return new ServiceContext();
    }
}

在第一层实例化上下文对象。相邻的层调用当前层的上下文，然后进一步构建对象。

Java 复制代码

@Getter
public class LayerA {
    private static ServiceContext context;
    public LayerA() {
        context = ServiceContextFactory.createContext();
    }
    public void addAccountInfo(String accountService) {
        context.setACCOUNT_SERVICE(accountService);
    }
}

Java 复制代码

@Getter
public class LayerB {
    private static ServiceContext context;
    public LayerB(LayerA layerA) {
        this.context = layerA.getContext();
    }
    public void addSessionInfo(String sessionService) {
        context.setSESSION_SERVICE(sessionService);
    }
}

Java 复制代码

@Getter
public class LayerC {
    public static ServiceContext context;
    public LayerC(LayerB layerB) {
        this.context = layerB.getContext();
    }
    public void addSearchInfo(String searchService) {
        context.setSEARCH_SERVICE(searchService);
    }
}

下面是上下文对象和层的实际应用。

Java 复制代码

@Slf4j
public class App {
    private static final String SERVICE = "SERVICE";
    public static void main(String[] args) {
        // 启动第一层并将服务信息添加到上下文中
        var layerA = new LayerA();
        layerA.addAccountInfo(SERVICE);
        logContext(layerA.getContext());
        // 启动第二层并通过传递上下文对象保留在第一层中检索到的信息
        var layerB = new LayerB(layerA);
        layerB.addSessionInfo(SERVICE);
        logContext(layerB.getContext());
        // 启动第三层并通过传递上下文对象保留在第一层和第二层中检索到的信息
        var layerC = new LayerC(layerB);
        layerC.addSearchInfo(SERVICE);
        logContext(layerC.getContext());
    }
    private static void logContext(ServiceContext context) {
        LOGGER.info("Context = {}", context);
    }
}

程序输出：

08:15:32.134 [main] INFO com.iluwatar.context.object.App -- Context = com.iluwatar.context.object.ServiceContext@5577140b
08:15:32.136 [main] INFO com.iluwatar.context.object.App -- Context = com.iluwatar.context.object.ServiceContext@5577140b
08:15:32.137 [main] INFO com.iluwatar.context.object.App -- Context = com.iluwatar.context.object.ServiceContext@5577140b

六、何时在Java中使用上下文对象模式

当需要在Java应用程序中抽象和封装上下文信息，以避免在业务逻辑中充斥特定于环境的代码时。这在Web应用程序中用于封装特定于请求的信息以及在分布式系统中用于管理用户偏好和安全凭据时特别有用。
在Web应用程序中，用于封装特定于请求的信息，并使其在整个应用程序中易于访问，而无需在函数或组件之间显式传递。
在分布式系统中，用于封装关于正在执行的任务、用户偏好或安全凭据的上下文信息，促进它们在不同组件和服务之间的传播。

七、上下文对象模式在Java中的实际应用

Web应用程序框架经常使用上下文对象模式来封装HTTP请求和响应对象、会话信息和其他特定于请求的数据。企业Java应用程序利用此模式在不同层和服务之间管理和传播事务信息、安全凭据和用户特定的设置。
企业应用程序使用上下文对象来管理和传播事务信息、安全凭据和用户特定的设置，跨越不同的层和服务。
Spring: ApplicationContext
Oracle: SecurityContext
Oracle: ServletContext

八、上下文对象模式的优点和权衡

优点：

解耦：组件和服务与执行环境的特殊性解耦，增强了模块化和可维护性。
集中化：上下文信息集中在一个地方，使其更易于管理、访问和调试。
灵活性：该模式允许灵活和动态的上下文管理，能够适应环境或需求的变化。

权衡：

开销：引入上下文对象可能会在性能方面增加开销，特别是如果实现效率不高。
复杂性：如果上下文对象设计不当，它可能会成为一个臃肿和复杂的单体，难以管理和理解。

九、源码下载

上下文对象模式示例代码下载

通过本文的介绍，相信大家对Java中的上下文对象模式有了更深入的了解。在实际开发中，合理运用该模式可以提高应用程序的可维护性和灵活性，但需要注意性能开销和设计复杂性的问题。