面试题：Java访问者模式在复杂业务逻辑与对象结构动态变化场景下的优化与拓展

技术点

缓存优化：使用缓存机制存储已经访问过的对象及计算结果，避免重复计算。例如，可以采用Guava Cache，它提供了易于使用的缓存功能。
异步处理：对于耗时的访问操作，引入异步处理机制。Java的CompletableFuture可以方便地实现异步任务的编排与处理。
动态代理：通过动态代理在运行时为对象生成代理类，在不改变原有类结构的情况下增强功能，比如添加日志记录、性能监控等。

设计思路

缓存设计：在访问者类中添加缓存结构，如ConcurrentHashMap。当访问对象时，先检查缓存中是否有对应的结果，如果有则直接返回，否则进行计算并将结果存入缓存。
异步设计：将访问操作封装成异步任务，使用线程池进行管理。在访问者的访问方法中，提交任务到线程池，并返回CompletableFuture对象，调用者可以通过该对象获取最终结果。
动态代理设计：使用Java的Proxy类或CGLIB库创建动态代理。在代理类中，除了调用实际的访问方法，还可以进行额外的操作，如记录访问时间、统计访问次数等。

代码框架搭建

缓存优化代码示例

import com.google.common.cache.Cache;
import com.google.common.cache.CacheBuilder;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

class OptimizedVisitor implements Visitor {
    private final Cache<Object, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
           .maximumSize(1000)
           .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
           .build();

    @Override
    public void visit(Element element) {
        Object result = cache.getIfPresent(element);
        if (result != null) {
            // 直接返回缓存结果
            System.out.println("Returning from cache: " + result);
            return;
        }
        // 计算结果
        result = performComplexCalculation(element);
        cache.put(element, result);
        System.out.println("Calculated and cached: " + result);
    }

    private Object performComplexCalculation(Element element) {
        // 具体业务计算逻辑
        return element.getData();
    }
}

异步处理代码示例

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

class AsyncVisitor implements Visitor {
    private static final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

    @Override
    public CompletableFuture<Void> visit(Element element) {
        return CompletableFuture.runAsync(() -> {
            // 异步执行访问操作
            performComplexCalculation(element);
        }, executor);
    }

    private void performComplexCalculation(Element element) {
        // 具体业务计算逻辑
        System.out.println("Performing async calculation on " + element.getData());
    }
}

动态代理代码示例（以Java Proxy为例）

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

class VisitorProxyFactory {
    public static Visitor createProxy(Visitor visitor) {
        return (Visitor) Proxy.newProxyInstance(
                visitor.getClass().getClassLoader(),
                visitor.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("Before method invocation: " + method.getName());
                        long startTime = System.currentTimeMillis();
                        Object result = method.invoke(visitor, args);
                        long endTime = System.currentTimeMillis();
                        System.out.println("After method invocation. Time taken: " + (endTime - startTime) + " ms");
                        return result;
                    }
                });
    }
}

在实际项目中，可以根据具体需求灵活组合这些优化方式，以提高访问者模式的性能和扩展性。

面试题：Java访问者模式在复杂业务逻辑与对象结构动态变化场景下的优化与拓展

知识考点

面试题答案

技术点

设计思路

代码框架搭建