面试题：Java面向对象设计与设计模式在高并发场景下的融合

1. 设计思路

模块划分：将订单处理流程的各个环节（库存检查、价格计算、支付处理等）设计为独立的类，遵循单一职责原则。
设计模式应用：
- 策略模式：用于封装不同环节的具体处理逻辑。每个环节的处理逻辑可以看作是一个具体策略，通过策略接口进行统一调用，这样在需要新增或修改某一环节的逻辑时，不需要修改整体的订单处理流程代码，只需新增或修改具体的策略类。
- 观察者模式：可用于在订单状态发生变化时，通知相关模块进行相应操作，比如订单支付成功后通知库存模块扣减库存等。
多线程处理：
- 资源竞争：对于共享资源（如库存数量），使用锁机制（如synchronized关键字或ReentrantLock）来保证同一时间只有一个线程可以访问和修改该资源。
- 数据一致性：采用事务机制（如数据库事务）来确保订单处理过程中多个操作要么全部成功，要么全部失败。对于涉及分布式系统的数据一致性问题，可以考虑使用分布式事务解决方案，如两阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）或基于消息队列的最终一致性方案。

2. 代码实现示例

// 策略接口
interface OrderProcessStrategy {
    boolean process(Order order);
}

// 库存检查策略类
class InventoryCheckStrategy implements OrderProcessStrategy {
    @Override
    public boolean process(Order order) {
        // 库存检查逻辑
        // 这里可使用锁机制保证库存操作的线程安全
        synchronized (this) {
            // 检查库存是否足够
            return true;
        }
    }
}

// 价格计算策略类
class PriceCalculationStrategy implements OrderProcessStrategy {
    @Override
    public boolean process(Order order) {
        // 价格计算逻辑
        return true;
    }
}

// 支付处理策略类
class PaymentProcessStrategy implements OrderProcessStrategy {
    @Override
    public boolean process(Order order) {
        // 支付处理逻辑
        // 这里可结合事务机制保证支付操作的数据一致性
        return true;
    }
}

// 订单类
class Order {
    // 订单相关属性
}

// 订单处理上下文类
class OrderProcessContext {
    private OrderProcessStrategy strategy;

    public OrderProcessContext(OrderProcessStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public boolean executeStrategy(Order order) {
        return strategy.process(order);
    }
}

// 观察者接口
interface OrderObserver {
    void update(Order order);
}

// 库存观察者类
class InventoryObserver implements OrderObserver {
    @Override
    public void update(Order order) {
        // 库存更新逻辑，如扣减库存
    }
}

// 订单主题类
class OrderSubject {
    private List<OrderObserver> observers = new ArrayList<>();
    private Order order;

    public void attach(OrderObserver observer) {
        observers.add(observer);
    }

    public void detach(OrderObserver observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    public void notifyObservers() {
        for (OrderObserver observer : observers) {
            observer.update(order);
        }
    }

    public void setOrder(Order order) {
        this.order = order;
        notifyObservers();
    }
}

3. 设计模式对可维护性和扩展性的提升

可维护性：
- 策略模式：每个环节的逻辑封装在独立的策略类中，当某一环节的逻辑需要修改时，只需要修改对应的策略类，不会影响其他环节和整体的订单处理流程，降低了代码的耦合度，提高了维护的便利性。
- 观察者模式：当订单状态变化需要通知其他模块时，只需要在订单主题类中添加或移除观察者，而不需要在订单处理的核心逻辑中添加大量的通知代码，使代码结构更加清晰，易于维护。
扩展性：
- 策略模式：如果需要新增一个订单处理环节，只需要新增一个实现OrderProcessStrategy接口的策略类，并在合适的地方使用OrderProcessContext调用该策略类即可，对现有系统的侵入性很小，方便系统功能的扩展。
- 观察者模式：当有新的模块需要在订单状态变化时执行某些操作，只需要新增一个实现OrderObserver接口的观察者类，并将其注册到OrderSubject中，就可以实现系统功能的扩展。

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面试题：Java面向对象设计与设计模式在高并发场景下的融合

知识考点

面试题答案

1. 设计思路

2. 代码实现示例

3. 设计模式对可维护性和扩展性的提升