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实战迷你版“一卡通”交易系统
来源:  :经济和信息化网 2010-03-10 10:19:16
很明显,这是一个策略模式的实际应用,但是你还记得策略模式是有缺陷的吗?它的具体策略必须暴露出去,而且还要由上层模块初始化,这不合适,与迪米特原则有冲突,高层次模块对低层次的模块应该仅仅处在“接触”的层次上,而不应该是“耦合”的关系,否则,维护的工作量就会非常大。

大家可能对银行的交易系统充满敬畏之情,一听说是银行的IT人员,立马想当然地认为这是个很厉害的人物,那我们今天就来对银行的交易系统做一个初步探讨。国内一家大型集团(全球500强之一)计划建立全国一卡通计划,每个员工配备一张IC卡,该卡基本上就是万能的,门禁系统用它,办公系统使用它作为认证,你想打开自己的邮箱,没有它就甭想了,它还可以用来进行消费,比如到食堂吃饭,到园区内的商店消费等等,甚至洗澡、理发、借书、买书等等都可以用它,只要这张卡内有余额,在集团内部就是一张借记卡(当然还有一些内部的补助通过该卡发放,合理避税嘛)。我们要讲解的就是一卡通项目联机交易子系统, 类似于银行的交易系统,可以说它是交易系统的mini版吧。

该项目还是具有一定的挑战性,集团公司的架构分为三层:总部、省级分部、市级机构,业务要求是一卡通推广到全国,一名员工从北京出差到了上海,凭一卡通他能在北京做的事情在上海同样能完成。对于联机交易子项目,异地分支机构与总部之间的通信采用了MQ(Message Queue,消息队列)传递消息,也就是我们观察者模式的BOSS版,与目前的通过POS机刷信用卡基本上是一个道理。

联机交易子系统有一个非常重要的子模块(Module)——扣款子模块。这个模块太重要了!从业务上来说,扣款失败就代表着所有的商业交易关闭,这是不允许发生的;从技术上来说,扣款的异常处理、事务处理、鲁棒性都是不容忽视的,特别是饭点时间,并发量是很恐怖的,这对我们架构师提出了很高的要求。

我们详细分析一下扣款子模块,每个员工都有一张IC卡,他的IC卡上有以下两种金额。

  1.固定金额

固定金额是指员工不能提现的金额,即使你的固定金额有10万元,你也只能干瞪眼看着,不能提取现金,那这部分金额有来做什么呢?只能用来特定消费,什么特定消费?员工日常必需的消费,例如食堂内吃饭、理发、健身等活动。

2.自由金额

自由金额是可以提现的,当然也可以用于消费。每个月初,总部都会为每个员工的IC卡中打入固定数量的金额,然后提倡大家在集团内的商店消费。

在实际的系统开发中,架构设计的是一张IC卡绑定两个账户:固定账户和自由账号,本书为了简化描述还是使用固定金额和自由金额。既然有消费,系统肯定要扣款处理,系统内有两套扣款规则。

1.扣款策略一

该类型的扣款会对IC卡上的两个金额都会产生影响,计算公式如下:

IC卡固定余额 = IC卡现有固定余额 – 交易金额 / 2

IC卡自由余额 = IC卡现有自由金额 - 交易金额 / 2

也就是说,该类型的的消费分别在固定金额和自由金额上各扣除一半。它适用于什么消费场景呢?固定消费场景,例如吃饭、理发等情况下的扣款,为什么要这么做呢?为了防止乱请客的情况,你请别人吃饭,好,你自己也要出一半,你乐意呀。

2.扣款策略二

全部从自由金额的上扣除,由于集团内的各种消费、服务非常齐全,而且比市面价格稍低,员工还是很乐意到这里消费的,而且很多员工本身就住在集团附近,基本上就是公司即家,家即公司。

今天要讲的重点就是这两种消费的扣款策略,该怎么设计?先想清楚了再回答,你要知道这种联机交易,日后允许你大规模变更的可能性基本上是零,所以系统设计的时候要做到可拆卸(Pluggable)的架构,避免日后维护的大量开支。

很明显,这是一个策略模式的实际应用,但是你还记得策略模式是有缺陷的吗?它的具体策略必须暴露出去,而且还要由上层模块初始化,这不合适,与迪米特原则有冲突,高层次模块对低层次的模块应该仅仅处在接触的层次上,而不应该是耦合的关系,否则,维护的工作量就会非常大。问题提出了,那我们就应该想办法来修改这个缺陷,正好工厂方法模式可以帮我们产生指定的对象,但是问题又来了,工厂方法模式要指定一个类,它才能产生对象,怎么办?引入一个配置文件进行映射,避免系统僵化情况的发生,我们以枚举类完成该任务。

还有一个问题,一个交易的扣款模式是固定的,根据其交易编号而定,那我们怎么把交易编号与扣款策略对应起来呢?采用状态模式或责任链模式都可以,如果采用状态则认为交易编号就是一个交易对象的状态,对于一笔确定的交易(一个已经生成了的对象),它的状态不会发生从一个状态过渡到另一个状态的情况,也就是说它的状态只有一个,执行完毕后即结束,不存在多状态的问题;如果采用责任链模式,则可以以交易编码作为链中的判断依据,由每个执行节点进行判断,返回相应的扣款模式。但是在实际中,采用了关系型数据库存储扣款规则与交易编码的对应关系,为了简化该部分的讲义,我们在下面的设计中使用了条件判断语句来代替。

还有,我们分析了这么多,这么复杂的扣款模块总要进行一个封装吧,你不能让上层的业务模块直接深入到我们模块的内部吧,于是门面模式又摆在了眼前。

分析完毕,我们要先画出类图,挑柿子就选软的捏,那我们做设计也遵循一下这个原则,先选最简单的业务,然后画出类图,那我们先定义交易中使用到的两个类:IC卡类和交易类。

每个IC卡有三个属性,分别是IC卡号码、固定金额、自由金额,然后通过getter/setter方法来访问。

细心的读者可能注意到,你的金额怎么都是整数类型呀,这不对呀,应该是double类型或者BigDecimal类型呀。是,一般非银行的交易系统,比如超市的收银系统,系统内都是存放的int整数类型,在显示的时候才转换为货币类型。

交易信息Trade类,负责记录每一笔交易,它是由监听程序监听MQ队列而产生的,有两个属性:交易编号和交易金额,其中的交易编号对整个交易非常重要,18位字符(在银行的交易系统中,这里可不是字符串,一般是十进制数组或二进制数字,要考虑系统的性能,数字运算可比字符运算快得多),包括POS机编号、商户编号、校验码等等,我们这里暂时用不到,就不多做介绍,我们只要知道它是一个非常有用的编码就成。交易金额为整数类型,实际金额放大100倍即可。

我们回顾一下,我们在该案例中使用了几个模式:

  1.策略模式

负责对扣款策略进行封装,保证两个策略是可以自由切换的,而且日后增加扣款策略也是非常简单容易的。

2. 工厂方法模式

修正策略模式必须对外暴露具体策略的问题,由工厂方法模式直接产生一个具体策略对象,而其他模块则不需要依赖具体的策略。

  3.门面模式

负责对复杂的扣款系统进行封装,封装的结果就是避免高层模块深入子系统内部,同时提供系统的高内聚、低耦合的特性。

我们主要使用了这三个模式,好处是什么呢?灵活,稳定,我们可以设想一下,可能有哪些业务变化?

  4.扣款策略变更

这个没问题,增加一个新扣款策略,三步就可以完成:实现IDeduction接口,增加StrategyMan配置项,扩展扣款策略的利用(也就是门面模式的的getDeductionType方法,在实际的项目中这里只需要增加数据库的配置项),那减少一个策略呢?简单,修改扣款策略的利用,那变更一个扣款策略呢?也简单,扩展一个实现类口可以了。

5.变更扣款策略的利用规则

也简单,我们的系统不想大修改,还记得我们提出的状态模式吗?这个就是为策略的利用服务的,变更它就能满足你的要求,想把IC卡也纳入策略利用的规则,也简单,不复杂。其实这个变更还真发生了,系统投产后,业务提出考虑退休人员的情况,退休人员的IC卡与普通在职员工一样,但是它的扣款不仅仅是根据交易编码,还要根据IC卡对象,系统的变更做法是增加一个扣款策略,同时扩展扣款利用策略,也就是数据库的配置项,在getDeductionType中新扩展了一个功能:根据IC卡号,确认是否是退休人员,是退休人员,则使用新的扣款策略,非常简单的扩展。

这就是一个mini版的金融交易系统,没啥复杂的,剩下的问题就开始考虑系统的鲁棒性吧,这才是难点。在项目中快乐路径是最容易实现的,一旦融入悲伤路径,系统的复杂性就大大提高,所以呀,才有需求分析时要先要描述一个成功场景,然后再一步一步地增加扩展场景的迭代分析模式,否则一上来就考虑一堆的扩展场景,这会让你思维混乱、手足无措,直接进入郁闷假死状态。

编辑:phpcms
关键字: 架构  IC卡  系统  POS 
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