如何运用GoF设计模式提升软件健壮性？场景与实现疑问

一、体现软件健壮性问题的真实场景 #

• 输入验证场景：用户提交表单时输入不符合格式的手机号、邮箱等非法内容，系统未做校验直接崩溃，而非给出友好提示
• 网络异常场景：客户端调用后端API时突然断网，程序未捕获异常导致闪退，无重试或降级处理
• 资源耗尽场景：数据库连接池耗尽后，系统无法处理新请求，且没有触发降级策略（如返回默认数据）
• 依赖服务故障：调用第三方支付接口超时，程序未处理该异常，导致整个订单流程中断
• 非法数据场景：数据库存入超出字段长度的脏数据，读取时抛出未捕获的异常，引发服务异常

二、适用于解决健壮性问题的GoF设计模式 #

• 策略模式：针对不同错误类型定义对应的处理策略（如网络超时用重试策略、参数错误用提示策略），可灵活切换错误处理逻辑，避免大量if-else判断
• 装饰器模式：在不修改核心业务代码的前提下，给Dao、Service等层的方法添加容错、重试的装饰层，增强健壮性
• 简单工厂模式：统一创建和管理异常对象，避免代码中零散new Exception，便于统一维护异常信息和类型
• 观察者模式：系统出现异常时，自动通知监控、日志模块记录信息，同时触发降级、恢复等后续处理逻辑
• 状态模式：根据系统的错误状态（如连接超时、资源耗尽）切换不同运行状态，实现优雅降级，保障核心功能可用

三、Dao类异常处理的设计模式实践 #

原Dao代码 #

class Dao {
   ... 
   public void timeout() {
       // some logic here 
       throw new RunTimeException("This session is timeout");
   }
}

优化方案：用简单工厂模式统一管理Dao层异常 #

不需要为每个异常单独创建工厂，但可以通过简单工厂统一封装Dao层的异常创建逻辑，步骤如下：

1. 定义Dao层专属的异常类，替代通用RuntimeException，让异常语义更清晰：

class DaoSessionTimeoutException extends RuntimeException {
    public DaoSessionTimeoutException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

class DaoConnectionException extends RuntimeException {
    public DaoConnectionException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

2. 创建DaoExceptionFactory统一生成异常：

class DaoExceptionFactory {
    public static DaoSessionTimeoutException createSessionTimeoutException() {
        return new DaoSessionTimeoutException("This session is timeout");
    }

    public static DaoConnectionException createConnectionException(String msg) {
        return new DaoConnectionException(msg);
    }
}

3. 修改Dao类代码，通过工厂获取异常：

class Dao {
   ... 
   public void timeout() {
       // some logic here 
       throw DaoExceptionFactory.createSessionTimeoutException();
   }
}

方案优势 #

• 统一异常创建逻辑，后续修改异常信息或添加属性时无需修改业务代码
• 异常类型更具体，上层调用方可针对性捕获处理，提升系统容错能力
• 避免代码中零散创建异常，符合单一职责原则

内容的提问来源于stack exchange，提问作者atob