介绍
在应用程序开发中，管理对象创建可能很复杂，特别是在处理几乎相同但具体细节有所不同的实例时。原型设计模式提供了一种解决方案，允许我们通过复制或“克隆”现有对象来创建新对象。当对象的创建成本高昂或涉及大量初始化时，此模式特别有用。
在本文中，我们将使用实际的电子商务用例来探索如何在 spring boot 应用程序中实现原型设计模式：创建和保留产品变体。通过这个示例，您不仅可以了解原型模式的基础知识，还可以了解它如何简化实际应用程序中的对象创建。
了解原型设计模式
原型模式是一种创建型设计模式，允许您通过克隆现有对象（称为原型）来创建新实例。当您拥有具有各种属性的基础对象时，这种方法特别有用，并且从头开始创建每个变体将是多余且低效的。
在 Java 中，这种模式通常使用 cloneable 接口或定义自定义克隆方法来实现。主要思想是提供一个可以通过修改进行复制的“蓝图”，保持原始对象完整。
原型模式的主要优点：
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减少初始化时间：您无需从头开始创建对象，而是克隆和修改现有实例，从而节省初始化时间。
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封装对象创建逻辑：您可以定义如何在对象本身内克隆对象，同时隐藏实例化详细信息。
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增强性能：对于经常创建类似对象（例如产品变体）的应用程序，原型模式可以提高性能。
电子商务用例：管理产品变体
想象一个电子商务平台，其中基本产品具有各种配置或“变体” – 例如，具有不同颜色、存储选项和保修条款的智能手机。我们可以克隆基础产品，然后根据需要调整特定字段，而不是从头开始重新创建每个变体。这样，共享属性保持一致，我们只修改特定于变体的细节。
在我们的示例中，我们将构建一个简单的 spring boot 服务，以使用原型模式创建和保存产品变体。
在 spring boot 中实现原型模式
第 1 步：定义基础产品
首先定义一个产品类，其中包含产品的必要字段，例如 id、名称、颜色、型号、存储、保修和价格。我们还将添加一个 cloneproduct 方法来创建产品的副本。
public interface productprototype extends cloneable { productprototype cloneproduct(); }
@entity @table(name = "products") @data public class product implements productprototype { @id @generatedvalue(strategy = generationtype.identity) private long id; @column(name = "product_id") private long productid; @column(name = "name") private string name; @column(name = "model") private string model; @column(name = "color") private string color; @column(name = "storage") private int storage; @column(name = "warranty") private int warranty; @column(name = "price") private double price; @override public productprototype cloneproduct() { try { product product = (product) super.clone(); product.setid(NULL); // database will assign new id for each cloned instance return product; } catch (clonenotsupportedexception e) { return null; } } }
在此设置中：
cloneproduct: 此方法创建 product 对象的克隆，并将 id 设置为 null 以确保数据库为每个克隆实例分配一个新 id。
第 2 步：创建处理变体的服务
接下来，创建一个具有保存变体方法的 productservice。此方法克隆基础产品并应用特定于变体的属性，然后将其另存为新产品。
public interface productservice { // for saving the base product product savebaseproduct(product product); // for saving the variants product savevariant(long baseproductid, variantrequest variant); }
@log4j2 @service public class productserviceimpl implements productservice { private final productrepository productrepository; public productserviceimpl(productrepository productrepository) { this.productrepository = productrepository; } /** * saving base product, going to use this object for cloning * * @param product the input * @return product object */ @override public product savebaseproduct(product product) { log.debug("save base product with the detail {}", product); return productrepository.save(product); } /** * fetching the base product and cloning it to add the variant informations * * @param baseproductid baseproductid * @param variant the input request * @return product */ @override public product savevariant(long baseproductid, variantrequest variant) { log.debug("save variant for the base product {}", baseproductid); product baseproduct = productrepository.findbyproductid(baseproductid) .orelsethrow(() -> new nosuchelementexception("base product not found!")); // cloning the baseproduct and adding the variant details product variantdetail = (product) baseproduct.cloneproduct(); variantdetail.setcolor(variant.color()); variantdetail.setmodel(variant.model()); variantdetail.setwarranty(variant.warranty()); variantdetail.setprice(variant.price()); variantdetail.setstorage(variant.storage()); // save the variant details return productrepository.save(variantdetail); } }
在此服务中：
savevariant：此方法通过 id 检索基本产品，克隆它，应用变体的详细信息，并将其保存为数据库中的新条目。
第 3 步：创建变体的控制器
创建一个简单的 rest 控制器来公开变体创建 api。
@restcontroller @requestmapping("/api/v1/products") @log4j2 public class productcontroller { private final productservice productservice; public productcontroller(productservice productservice) { this.productservice = productservice; } @postmapping public responseentity<product> savebaseproduct(@requestbody product product) { log.debug("rest request to save the base product {}", product); return responseentity.ok(productservice.savebaseproduct(product)); } @postmapping("/{baseproductid}/variants") public responseentity<product> savevariants(@pathvariable long baseproductid, @requestbody variantrequest variantrequest) { log.debug("rest request to create the variant for the base product"); return responseentity.ok(productservice.savevariant(baseproductid, variantrequest)); } }
这里：
savevariant: 此端点处理 http post 请求以创建指定产品的变体。它将创建逻辑委托给 productservice。
使用原型模式的好处
通过此实施，我们看到了几个明显的优势：
代码可重用性：通过将克隆逻辑封装在 product 类中，我们避免了服务和控制器层中的代码重复。
简化维护：原型模式集中了克隆逻辑，可以更轻松地管理对象结构的更改。
高效变体创建：每个新变体都是基础产品的克隆，减少冗余数据输入并确保共享属性的一致性。
运行程序
使用 gradle 构建 spring boot 项目
./gradlew build ./gradlew bootrun
通过rest客户端执行
保存基础产品
curl --location 'http://localhost:8080/api/v1/products' --header 'content-type: application/json' --data '{ "productid": 101, "name": "apple iphone 16", "model": "iphone 16", "color": "black", "storage": 128, "warranty": 1, "price": 12.5 }'
保存变体
curl --location 'http://localhost:8080/api/v1/products/101/variants' --header 'Content-Type: application/json' --data '{ "model": "Iphone 16", "color": "dark night", "storage": 256, "warranty": 1, "price": 14.5 }'
结果（新变体仍然存在，没有任何问题）
github 存储库
您可以在以下 github 存储库中找到产品变体的原型设计模式的完整实现：
github 存储库链接
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结论
原型设计模式是一个强大的工具，适用于对象重复频繁的情况，如电子商务应用程序中的产品变体。通过在 spring boot 应用程序中实现此模式，我们提高了对象创建的效率和代码的可维护性。这种方法在需要创建具有较小变化的相似对象的场景中特别有用，使其成为现实应用程序开发的一种有价值的技术。
