面试题：Java访问控制设计与复杂设计模式的融合优化

优化访问控制设计的方法

封装与信息隐藏：
- 利用Java的访问修饰符（private、protected、public）严格控制类成员的访问。例如，将类的内部状态和实现细节设置为private，只通过public方法提供外部可访问的接口。在组合模式中，如果有一个Composite类包含多个Component对象，Composite类的内部存储Component的集合可以设为private，通过public的add、remove方法来操作集合，这样就隐藏了内部实现，外部调用者不需要知道具体的存储结构。
- 使用包（package）来管理相关类，并通过包访问权限（不使用任何修饰符）来限制包内类之间的访问。不同的设计模式可以放在不同的包中，例如，将所有与观察者模式相关的类放在observer包中，组合模式相关类放在composite包中。包内类之间可以通过包访问权限相互协作，而包外类不能直接访问包内未公开的类。
基于角色的访问控制（RBAC）：
- 定义不同的角色，如管理员、普通用户等。根据角色来授予对不同模块和功能的访问权限。在项目中，如果有一个管理模块使用了状态模式来管理系统状态，只有管理员角色可以访问改变系统状态的方法。可以创建一个Role枚举类，如enum Role {ADMIN, USER}，然后在相关方法中进行权限检查。例如：

public class SystemStateManager {
    private Role currentRole;
    // 其他状态相关成员和方法

    public void changeSystemState(State newState) {
        if (currentRole == Role.ADMIN) {
            // 执行改变系统状态的逻辑
        } else {
            throw new SecurityException("Insufficient permissions");
        }
    }
}

使用代理模式：
- 对于需要控制访问的对象，创建代理对象。代理对象可以在调用目标对象方法之前进行权限检查等访问控制操作。例如，在观察者模式中，可能有一个Subject对象，其他Observer对象需要注册到Subject。可以创建一个SubjectProxy，在SubjectProxy的registerObserver方法中进行权限检查，只有符合条件的Observer才能注册。

interface Subject {
    void registerObserver(Observer o);
    // 其他方法
}

class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        // 实际注册逻辑
    }
    // 其他方法实现
}

class SubjectProxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;
    private Role currentRole;

    public SubjectProxy(RealSubject realSubject, Role currentRole) {
        this.realSubject = realSubject;
        this.currentRole = currentRole;
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        if (currentRole == Role.USER || currentRole == Role.ADMIN) {
            realSubject.registerObserver(o);
        } else {
            throw new SecurityException("Insufficient permissions");
        }
    }
    // 其他方法代理实现
}

可能出现的访问控制冲突及解决方案

组合模式中的权限冲突：
- 冲突描述：在组合模式中，假设一个Composite对象包含多个Component对象。如果没有正确设置访问权限，可能会出现外部调用者可以直接访问Composite内部的Component对象，破坏了组合模式的整体结构和封装性。例如，Component对象有一些敏感的配置方法，不应该被外部直接调用，但由于访问权限设置不当，外部可以直接调用。
- 解决方案：将Component对象的敏感方法设为private或protected（如果需要在包内访问），并通过Composite的public方法来间接调用这些方法。例如，Component类有一个setSensitiveConfig方法，将其设为private，在Composite类中提供一个public的configureComponent方法，在该方法中检查权限后调用Component的setSensitiveConfig方法。
观察者模式中的权限冲突：
- 冲突描述：在观察者模式中，可能出现未授权的Observer对象注册到Subject，导致敏感信息被不适当的对象获取。例如，Subject在状态变化时会通知Observer，而这个状态变化包含一些敏感数据，不应该被某些Observer看到。
- 解决方案：在Subject的registerObserver方法中添加权限检查，如上述代理模式示例中所示。只有具有相应权限的Observer才能注册到Subject。
状态模式中的权限冲突：
- 冲突描述：在状态模式中，不同状态下可能有不同的操作权限。如果没有正确管理，可能会出现处于某个状态下的对象执行了不应该执行的操作。例如，一个订单在“已支付”状态下不应该再执行“支付”操作，但由于访问控制不当，仍然可以执行。
- 解决方案：在状态类的方法中添加权限检查逻辑。例如，订单的PaymentState类中有一个pay方法，在该方法中检查当前订单状态是否允许支付操作，如果不允许则抛出异常。

class PaymentState {
    public void pay(Order order) {
        if (order.getStatus()!= OrderStatus.PENDING) {
            throw new IllegalAccessException("Cannot pay in this state");
        }
        // 执行支付逻辑
    }
}

面试题：Java访问控制设计与复杂设计模式的融合优化

知识考点

面试题答案

优化访问控制设计的方法

可能出现的访问控制冲突及解决方案