通过工厂模式、装饰器模式、观察者模式和单例模式的综合应用，实现了一个可扩展的任务调度系统。首先，工厂模式配合注册机制支持任务类型的动态注册与创建，提升扩展性；接着，装饰器模式为任务添加日志、重试等横切功能，实现关注点分离；观察者模式用于任务状态监控与通知，增强可观测性；单例模式确保调度器核心组件全局唯一，避免资源浪费；最后，通过接口组合与Go的结构体嵌入特性，实现灵活的能力拆分与复用。该设计在Go语言简洁、组合优先的哲学下，兼顾了可维护性、可扩展性和职责清晰性，展示了设计模式在实际项目中的有效落地方式。
在Go语言的实际项目开发中，设计模式的合理运用能显著提升代码的可维护性、扩展性和复用性。虽然Go推崇简洁和组合优于继承，但设计模式依然在复杂业务场景中发挥着重要作用。下面通过一个典型的项目实战案例——实现一个可扩展的任务调度系统，综合应用多种常用设计模式。
场景需求：可扩展的任务调度系统
假设我们需要开发一个任务调度系统，支持多种任务类型（如HTTP请求、文件处理、数据库备份等），任务可动态注册，支持异步执行、失败重试、日志记录和监控。系统需具备良好的扩展性，便于后续新增任务类型或执行策略。
1. 工厂模式 + 注册机制（创建型）
为支持任务类型的动态扩展，使用工厂模式配合注册中心，避免硬编码创建任务实例。
定义任务接口：
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type Task interface {
Execute() error
GetName() string
}
使用工厂函数和注册表：
var taskRegistry = make(map[string]func() Task)func RegisterTask(name string, factory func() Task) { taskRegistry[name] = factory }
func CreateTask(name string) (Task, error) { factory, exists := taskRegistry[name] if !exists { return nil, fmt.Errorf("task %s not registered", name) } return factory(), nil }
注册具体任务：
type HttpTask struct{ Url string }
func (h *HttpTask) Execute() error { /* 发起HTTP请求 */ }
func (h *HttpTask) GetName() string { return "http" }
func init() {
RegisterTask("http", func() Task {
return &HttpTask{Url: "https://www.php.cn/link/374cad868cb62202053d308252bc4040"}
})
}
2. 装饰器模式（结构型）
为任务添加通用功能，如日志、重试、超时控制，使用装饰器模式实现功能叠加。
type LoggingTask struct {
Task
}
func (l *LoggingTask) Execute() error {
log.Printf("开始执行任务: %s", l.Task.GetName())
err := l.Task.Execute()
if err != nil {
log.Printf("任务执行失败: %v", err)
} else {
log.Printf("任务执行成功: %s", l.Task.GetName())
}
return err
}
重试装饰器：
type RetryTask struct {
Task
MaxRetries int
}
func (r RetryTask) Execute() error {
var err error
for i := 0; i <= r.MaxRetries; i++ {
err = r.Task.Execute()
if err == nil {
return nil
}
log.Printf("第 %d 次重试失败: %v", i+1, err)
time.Sleep(1 << i time.Second) // 指数退避
}
return fmt.Errorf("重试 %d 次后仍失败: %v", r.MaxRetries, err)
}
使用装饰器组合：
task, _ := CreateTask("http")
task = &RetryTask{Task: task, MaxRetries: 3}
task = &LoggingTask{Task: task}
task.Execute()
3. 观察者模式（行为型）
实现任务执行状态的监控和通知，便于集成告警或UI展示。
type Observer interface {
Update(taskName, status string)
}
var observers []Observer
func RegisterObserver(o Observer) {
observers = append(observers, o)
}
func notify(taskName, status string) {
for _, o := range observers {
o.Update(taskName, status)
}
}
在任务执行前后通知：
func (l *LoggingTask) Execute() error {
notify(l.Task.GetName(), "started")
err := l.Task.Execute()
if err != nil {
notify(l.Task.GetName(), "failed")
} else {
notify(l.Task.GetName(), "success")
}
return err
}
4. 单例模式（创建型）
调度器核心组件（如任务队列、配置管理）使用单例模式确保全局唯一。
type Scheduler struct {
tasks chan Task
}
var once sync.Once
var instance *Scheduler
func GetScheduler() *Scheduler {
once.Do(func() {
instance = &Scheduler{
tasks: make(chan Task, 100),
}
go instance.run()
})
return instance
}
func (s *Scheduler) Submit(task Task) {
s.tasks <- task
}
func (s *Scheduler) run() {
for task := range s.tasks {
go func(t Task) {
t.Execute()
}(task)
}
}
5. 组合与接口隔离
Go语言没有继承，但通过接口组合实现多态。例如，将执行、重试、日志等能力拆分为小接口，按需组合。
type Retriable interface {
CanRetry() bool
}
type TimeOutable interface {
Timeout() time.Duration
}
装饰器可判断任务是否支持特定行为，实现更智能的控制逻辑。
总结与优势
通过上述设计模式的综合应用，该任务调度系统具备以下优势：
- 扩展性强：新增任务类型只需注册工厂函数，无需修改核心逻辑
- 职责清晰：装饰器分离横切关注点（日志、重试），核心任务保持简洁
- 可监控：观察者模式支持灵活接入监控系统
- 资源可控：单例模式管理共享资源，避免重复创建
Go语言虽不强调传统OOP，但设计模式的思想——如解耦、复用、抽象——依然至关重要。关键是根据语言特性（如接口隐式实现、结构体组合）灵活应用，而非生搬硬套。
基本上就这些，实际项目中可根据复杂度调整模式使用粒度。
