面试题：Ruby 动态定义方法在复杂设计模式中的应用

Question

在一个基于 Ruby 的插件式架构设计中，需要根据加载的不同插件动态为一个核心类添加不同的行为方法。请设计一个方案，使用动态定义方法实现这个功能，并阐述如何确保方法命名的唯一性、如何处理方法冲突以及如何在运行时高效地管理和调用这些动态添加的方法。

Answer 1

1. 动态定义方法方案

在 Ruby 中，可以使用 define_method 方法来动态定义方法。以下是一个简单示例：

class CoreClass
  def self.load_plugin(plugin_name, method_body)
    method_name = "plugin_#{plugin_name}"
    define_method(method_name, &method_body)
  end
end

# 使用示例
plugin1_body = Proc.new { puts "This is behavior from plugin1" }
CoreClass.load_plugin(:plugin1, plugin1_body)

core_obj = CoreClass.new
core_obj.plugin_plugin1

2. 确保方法命名唯一性

• 命名约定：采用特定的命名前缀，如上述示例中使用 plugin_ 作为前缀，再结合插件名，这样不同插件的方法名不太可能冲突。例如，plugin_plugin1、plugin_plugin2。
• 检查是否已定义：在定义方法前，使用 respond_to? 方法检查该方法是否已经存在。如果存在，可以抛出异常或采取其他处理措施。

class CoreClass
  def self.load_plugin(plugin_name, method_body)
    method_name = "plugin_#{plugin_name}"
    if respond_to?(method_name)
      raise "Method #{method_name} already exists. Method naming conflict."
    end
    define_method(method_name, &method_body)
  end
end

3. 处理方法冲突

• 异常处理：如上述代码，当检测到方法冲突时，抛出异常，让开发者明确知道有冲突发生，需要解决。
• 版本控制或合并策略：可以为插件添加版本号，在方法命名中体现版本，如 plugin_plugin1_v1。或者定义合并策略，当方法冲突时，决定如何合并或覆盖已有方法。例如，可以定义新方法覆盖旧方法，或者将新旧方法的功能合并成一个新方法。

4. 运行时高效管理和调用动态添加的方法

• 缓存：在类中维护一个缓存结构，记录已加载的插件及其对应的方法，这样在多次调用时无需重复查找。

class CoreClass
  @@plugin_cache = {}

  def self.load_plugin(plugin_name, method_body)
    method_name = "plugin_#{plugin_name}"
    if respond_to?(method_name)
      raise "Method #{method_name} already exists. Method naming conflict."
    end
    define_method(method_name, &method_body)
    @@plugin_cache[plugin_name] = method_name
  end

  def call_plugin(plugin_name)
    method_name = @@plugin_cache[plugin_name]
    send(method_name) if method_name
  end
end

• 方法调度优化：Ruby 本身的方法调用机制已经相对高效。但对于动态方法调用，可以通过缓存方法对象来避免每次查找方法。例如：

class CoreClass
  @@plugin_cache = {}

  def self.load_plugin(plugin_name, method_body)
    method_name = "plugin_#{plugin_name}"
    if respond_to?(method_name)
      raise "Method #{method_name} already exists. Method naming conflict."
    end
    method_obj = define_method(method_name, &method_body)
    @@plugin_cache[plugin_name] = method_obj
  end

  def call_plugin(plugin_name)
    method_obj = @@plugin_cache[plugin_name]
    method_obj.call if method_obj
  end
end