设计模式之服务定位器模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

服务定位器模式（Service Locator Pattern）用在我们想使用 JNDI 查询定位各种服务的时候。考虑到为某个服务查找 JNDI 的代价很高，服务定位器模式充分利用了缓存技术。在首次请求某个服务时，服务定位器在 JNDI 中查找服务，并缓存该服务对象。当再次请求相同的服务时，服务定位器会在它的缓存中查找，这样可以在很大程度上提高应用程序的性能。以下是这种设计模式的实体。

1. 服务（Service） - 实际处理请求的服务。对这种服务的引用可以在 JNDI 服务器中查找到。

2. Context / 初始的 Context - JNDI Context 带有对要查找的服务的引用。

3. 服务定位器（Service Locator） - 服务定位器是通过 JNDI 查找和缓存服务来获取服务的单点接触。

4. 缓存（Cache） - 缓存存储服务的引用，以便复用它们。

5. 客户端（Client） - Client 是通过 ServiceLocator 调用服务的对象。

一、服务定位器模式的概要

意图

用于在应用程序中提供一个中心化的服务访问点，用以获取各种服务或资源。

主要解决的问题

解决在应用程序中需要访问各种服务或资源时，避免硬编码服务访问逻辑的问题。

使用场景

当应用程序需要访问多个外部服务或资源，并且希望将这些访问逻辑集中管理时。

实现方式

1. 服务定位器接口：定义获取服务的方法。

2. 服务定位器实现：实现服务定位器接口，封装服务的查找和访问逻辑。

3. 服务接口：定义服务的接口或契约。

4. 具体服务：实现服务接口，提供具体的服务功能。

关键代码

1. 服务定位器：包含逻辑以查找和返回请求的服务实例。

2. 服务接口：定义服务的抽象表示。

结构

包含的几个主要角色

1. 服务定位器接口（Service Locator Interface）：定义获取服务的方法。

2. 服务定位器实现（Service Locator Implementation）：实现服务定位器接口，封装服务的查找和访问逻辑。

3. 服务接口（Service Interface）：定义服务的抽象表示。

4. 具体服务（Concrete Service）：实现服务接口，提供具体的服务功能。

5. 客户端（Client）：使用服务定位器来访问所需的服务。

服务定位器模式通过提供一个集中的服务访问点，有助于简化服务访问逻辑，并提高应用程序的灵活性和可维护性。

应用实例

1. 企业应用程序：应用程序使用服务定位器来访问数据库服务、消息队列服务等。

二、服务定位器模式的优缺点

优点

1. 解耦服务访问：将服务访问逻辑与使用服务的业务逻辑分离。

2. 集中管理：服务的访问点集中管理，便于维护和扩展。

3. 灵活性：易于添加、修改或替换服务。

缺点

1. 性能问题：服务定位器可能引入性能开销，特别是在每次服务请求都进行查找时。

2. 过度使用：可能导致设计模式的滥用，从而隐藏系统结构。

三、服务定位器模式的使用建议

1. 当应用程序需要以一种灵活且可维护的方式访问多个服务时，考虑使用服务定位器模式。

2. 避免过度依赖服务定位器，因为它可能掩盖系统的依赖关系，使得调试和优化变得困难。

四、服务定位器模式的实现

我们将创建 ServiceLocator、InitialContext、Cache、Service 作为表示实体的各种对象。Service1 和 Service2 表示实体服务。

ServiceLocatorPatternDemo 类在这里是作为一个客户端，将使用 ServiceLocator 来演示服务定位器设计模式。

1. 步骤 1：创建服务接口 Service。

Service.java

public interface Service {
   public String getName();
   public void execute();
}

1. 步骤 2：创建实体服务。

Service1.java

public class Service1 implements Service {
   public void execute(){
      System.out.println("Executing Service1");
   }
 
   @Override
   public String getName() {
      return "Service1";
   }
}

Service2.java

public class Service2 implements Service {
   public void execute(){
      System.out.println("Executing Service2");
   }
 
   @Override
   public String getName() {
      return "Service2";
   }
}

1. 步骤 3：为 JNDI 查询创建 InitialContext。

InitialContext.java

public class InitialContext {
   public Object lookup(String jndiName){
      if(jndiName.equalsIgnoreCase("SERVICE1")){
         System.out.println("Looking up and creating a new Service1 object");
         return new Service1();
      }else if (jndiName.equalsIgnoreCase("SERVICE2")){
         System.out.println("Looking up and creating a new Service2 object");
         return new Service2();
      }
      return null;      
   }
}

1. 步骤 4：创建缓存 Cache。

Cache.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Cache {
 
   private List<Service> services;
 
   public Cache(){
      services = new ArrayList<Service>();
   }
 
   public Service getService(String serviceName){
      for (Service service : services) {
         if(service.getName().equalsIgnoreCase(serviceName)){
            System.out.println("Returning cached  "+serviceName+" object");
            return service;
         }
      }
      return null;
   }
 
   public void addService(Service newService){
      boolean exists = false;
      for (Service service : services) {
         if(service.getName().equalsIgnoreCase(newService.getName())){
            exists = true;
         }
      }
      if(!exists){
         services.add(newService);
      }
   }
}

1. 步骤 5：创建服务定位器。

ServiceLocator.java

public class ServiceLocator {
   private static Cache cache;
 
   static {
      cache = new Cache();    
   }
 
   public static Service getService(String jndiName){
 
      Service service = cache.getService(jndiName);
 
      if(service != null){
         return service;
      }
 
      InitialContext context = new InitialContext();
      Service service1 = (Service)context.lookup(jndiName);
      cache.addService(service1);
      return service1;
   }
}

1. 步骤 6：使用 ServiceLocator 来演示服务定位器设计模式。

ServiceLocatorPatternDemo.java

public class ServiceLocatorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Service service = ServiceLocator.getService("Service1");
      service.execute();
      service = ServiceLocator.getService("Service2");
      service.execute();
      service = ServiceLocator.getService("Service1");
      service.execute();
      service = ServiceLocator.getService("Service2");
      service.execute();      
   }
}

1. 步骤 7：执行程序，输出结果：

Looking up and creating a new Service1 object
Executing Service1
Looking up and creating a new Service2 object
Executing Service2
Returning cached  Service1 object
Executing Service1
Returning cached  Service2 object
Executing Service2

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