设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的;设计模式使代码编制真正工程化;设计模式是软件工程的基石脉络,如同大厦的结构一样。
设计模式分为三种类型,共23种。
创建型模式(5):单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式、原型模式。
结构型模式(7):适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
行为型模式(11):(父子类)策略模式、模版方法模式,(两个类)观察者模式、迭代器模式、职责链模式、命令模式,(类的状态)状态模式、备忘录模式,(中间类) 访问者模式、中介者模式、解释器模式。
Chain of Responsibility(职责链模式):为解除请求的发送者和接收者之间耦合,而使多个对象都有机会处理这个请求。将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它。
该模式构造一系列分别担当不同的职责的类的对象来共同完成一个任务,这些类的对象之间像链条一样紧密相连,所以被称作职责链模式(责任链模式)。
Chain of Responsibility:Avoid coupling the sender of a request to its receiver by giving more than one object a chance to handle the request.Chain the receiving objects and pass the request along the chain until an object handles it.
例1:比如客户Client要完成一个任务,这个任务包括a,b,c,d四个部分。
首先客户Client把任务交给A,A完成a部分之后,把任务交给B,B完成b部分,…,直到D完成d部分。
例2:比如政府部分的某项工作,县政府先完成自己能处理的部分,不能处理的部分交给省政府,省政府再完 成自己职责范围内的部分,不能处理的部分交给中央政府,中央政府最后完成该项工作。
例3:软件窗口的消息传播。
适用于:
链条式处理事情。工作流程化、消息处理流程化、事物流程化;
职责链模式涉及到的角色如下所示:
在职责链模式里,很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递,直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求,这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织链和分配责任。
职责链模式的核心在于抽象处理者类的设计,抽象处理者的典型代码如下所示:
abstract class Handler {
//维持对下家的引用
protected Handler successor;
public void setSuccessor(Handler successor) {
this.successor=successor;
}
public abstract void handleRequest(String request);
}
上述代码中,抽象处理者类定义了对下家的引用对象,以便将请求转发给下家,该对象的访问符可设为protected,在其子类中可以使用。在抽象处理者类中声明了抽象的请求处理方法,具体实现交由子类完成。
具体处理者是抽象处理者的子类,它具有两大作用:第一是处理请求,不同的具体处理者以不同的形式实现抽象请求处理方法handleRequest();第二是转发请求,如果该请求超出了当前处理者类的权限,可以将该请求转发给下家。具体处理者类的典型代码如下:
public class ConcreteHandler extends Handler {
public void handleRequest(String request) {
if (请求满足条件) {
//处理请求
}
else {
this.successor.handleRequest(request); //转发请求
}
}
}
在具体处理类中通过对请求进行判断可以做出相应的处理。
需要注意的是,职责链模式并不创建职责链,职责链的创建工作必须由系统的其他部分来完成,一般是在使用该职责链的客户端中创建职责链。职责链模式降低了请求的发送端和接收端之间的耦合,使多个对象都有机会处理这个请求。
下面分析Java的3个框架中实现的职责连模式,它们的实现方式不尽相同。
servlet中分别定义了一个 Filter和FilterChain的接口,核心代码逻辑结构如下:
public interface Filter {
public void doFilter ( ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain ) throws IOException, ServletException;
}
public interface FilterChain {
public void doFilter ( ServletRequest request, ServletResponse response )
throws IOException, ServletException;
}
public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
private int pos = 0; //当前执行filter的offset
private int n; //当前filter的数量
//filter配置类,通过getFilter()方法获取Filter
private ApplicationFilterConfig[] filters;
private Servlet servlet
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {
if (pos < n) {
ApplicationFilterConfig filterConfig = filters[pos++];
Filter filter = filterConfig.getFilter();
filter.doFilter(request, response, this);//递归调用
} else {
// filter都处理完毕后,最后才执行servlet
servlet.service(request, response);
}
}
}
代码还算简单,结构也比较清晰,定义一个Chain,里面包含了Filter列表和servlet,达到在调用真正servlet之前进行各种filter逻辑。各个Filter和servlet共同组成了职责链,分别处理各自的任务(servlet负责处理主要任务)。
Dubbo在创建Filter的时候是另外一个方法,通过把Filter封装成 Invoker的匿名类,通过链表这样的数据结构来完成责任链,核心代码如下:
private static <T> Invoker<T> buildInvokerChain(final Invoker<T> invoker,
String key, String group) {
Invoker<T> last = invoker;
//只获取满足条件的Filter
List filters = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Filter.class).
getActivateExtension(invoker.getUrl(), key, group);
if (filters.size() > 0) {
for (int i = filters.size() - 1; i >= 0; i --) {
final Filter filter = filters.get(i);
final Invoker<T> next = last;
last = new Invoker<T>() {
...
public Result invoke(Invocation invocation)
throws RpcException {
return filter.invoke(next, invocation);
}
...
};
}
}
return last;
}
Dubbo的责任链就没有类似FilterChain这样的类(ApplicationFilterChain)把Filter和调用Invoker结合起来,而是通过创建一个链表,调用的时候我们只知道第一个节点,每个节点包含了下一个调用的节点信息。 这里的虽然Invoker封装Filter没有显示的指定next,但是通过java匿名类和final的机制达到同样的效果。
Mybatis可以配置各种Plugin,无论是官方提供的还是自己定义的,Plugin和Filter类似,就在执行Sql语句的时候做一些操作。Mybatis的责任链则是通过动态代理的方式,使用Plugin代理实际的Executor类。(这里实际还使用了组合模式,因为Plugin可以嵌套代理),核心代码如下:
public class Plugin implements InvocationHandler{
private Object target;
private Interceptor interceptor;
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
if (满足代理条件) {
return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
}
return method.invoke(target, args);
}
//对传入的对象进行代理,可能是实际的Executor类,也可能是Plugin代理类
public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
Class type = target.getClass();
Class[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
if (interfaces.length > 0) {
return Proxy.newProxyInstance(
type.getClassLoader(),
interfaces,
new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
}
return target;
}
}
上面简单介绍了Servlet、Dubbo、Mybatis对责任链模式的不同实现手段,其中Servlet是相对比较清晰,它采用FilterChain来组织各个Filter,而Dubbo采用链表,Mybatis则采用动态代理。
需求:我们有一个字符串String msg = ":):,
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