简述
在面向对象编程中，有两个常见的对象设计方法，组合和继承，两者都可以解决代码复用的问题，但是使用后者时容易出现继承层次过深，对象关系过于复杂的副作用，从而导致代码的可维护性变差。因此，一个经典的面向对象设计原则是：组合优于继承。
我们都知道，组合所表示的语义为“has-a”，也就是部分和整体的关系，最经典的组合模式描述如下：
将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
Go语言天然就支持了组合模式，而且从它不支持继承关系的特点来看，Go也奉行了组合优于继承的原则，鼓励大家在进行程序设计时多采用组合的方法。Go实现组合模式的方式有两种，分别是直接组合（Direct Composition）和嵌入组合（Embedding Composition），下面我们一起探讨这两种不同的实现方法。
Go实现
直接组合（Direct Composition）的实现方式类似于Java/C++，就是将一个对象作为另一个对象的成员属性。
一个典型的实现如《使用Go实现GoF的23种设计模式（一）》中所举的例子，一个Message结构体，由Header和Body所组成。那么Message就是一个整体，而Header和Body则为消息的组成部分。
type Message struct {
Header *Header
Body *Body}
现在，我们来看一个稍微复杂一点的例子，同样考虑上一篇文章中所描述的插件架构风格的消息处理系统。前面我们用抽象工厂模式解决了插件加载的问题，通常，每个插件都会有一个生命周期，常见的就是启动状态和停止状态，现在我们使用组合模式来解决插件的启动和停止问题。
首先给Plugin接口添加几个生命周期相关的方法：
复制代码
package plugin
...
// 插件运行状态
type Status uint8
const (
Stopped Status = iota
Started)
type Plugin interface {
// 启动插件
Start()// 停止插件
Stop()// 返回插件当前的运行状态
Status() Status}
// Input、Filter、Output三类插件接口的定义跟上一篇文章类似
// 这里使用Message结构体替代了原来的string，使得语义更清晰
type Input interface {
Plugin
Receive() *msg.Message}
type Filter interface {
Plugin
Process(msg *msg.Message) *msg.Message}
type Output interface {
Plugin
Send(msg *msg.Message)}
复制代码
对于插件化的消息处理系统而言，一切皆是插件，因此我们将Pipeine也设计成一个插件，实现Plugin接口：
复制代码
package pipeline
...
// 一个Pipeline由input、filter、output三个Plugin组成
type Pipeline struct {
status plugin.Status
input plugin.Input
filter plugin.Filter
output plugin.Output}
func (p *Pipeline) Exec() {
msg := p.input.Receive()
msg = p.filter.Process(msg)
p.output.Send(msg)}
// 启动的顺序 output -> filter -> input
func (p *Pipeline) Start() {
p.output.Start()
p.filter.Start()
p.input.Start()
p.status = plugin.Started
fmt.Println("Hello input plugin started.")}
// 停止的顺序 input -> filter -> output
func (p *Pipeline) Stop() {
p.input.Stop()
p.filter.Stop()
p.output.Stop()
p.status = plugin.Stopped
fmt.Println("Hello input plugin stopped.")}
func (p *Pipeline) Status() plugin.Status {
return p.status}
复制代码
一个Pipeline由Input、Filter、Output三类插件组成，形成了“部分-整体”的关系，而且它们都实现了Plugin接口，这就是一个典型的组合模式的实现。Client无需显式地启动和停止Input、Filter和Output插件，在调用Pipeline对象的Start和Stop方法时，Pipeline就已经帮你按顺序完成对应插件的启动和停止。
相比于上一篇文章，在本文中实现Input、Filter、Output三类插件时，需要多实现3个生命周期的方法。还是以上一篇文章中的HelloInput、UpperFilter和ConsoleOutput作为例子，具体实现如下：
复制代码
package plugin
...
type HelloInput struct {
status Status}
func (h HelloInput) Receive() msg.Message {
// 如果插件未启动，则返回nil
if h.status != Started {
fmt.Println("Hello input plugin is not running, input nothing.")
return nil
}
return msg.Builder().
WithHeaderItem("content", "text").
WithBodyItem("Hello World").
Build()}
func (h *HelloInput) Start() {
h.status = Started
fmt.Println("Hello input plugin started.")}
func (h *HelloInput) Stop() {
h.status = Stopped
fmt.Println("Hello input plugin stopped.")}
func (h *HelloInput) Status() Status {
return h.status}
package plugin
...
type UpperFilter struct {
status Status}
func (u UpperFilter) Process(msg msg.Message) *msg.Message {
if u.status != Started {
fmt.Println("Upper filter plugin is not running, filter nothing.")
return msg
}
for i, val := range msg.Body.Items {
msg.Body.Items[i] = strings.ToUpper(val)
}
return msg}
func (u *UpperFilter) Start() {
u.status = Started
fmt.Println("Upper filter plugin started.")}
func (u *UpperFilter) Stop() {
u.status = Stopped
fmt.Println("Upper filter plugin stopped.")}
func (u *UpperFilter) Status() Status {
return u.status}
package plugin
...
type ConsoleOutput struct {
status Status}
func (c ConsoleOutput) Send(msg msg.Message) {
if c.status != Started {
fmt.Println("Console output is not running, output nothing.")
return
}
fmt.Printf("Output:\n\tHeader:%+v, Body:%+v\n", msg.Header.Items, msg.Body.Items)}
func (c *ConsoleOutput) Start() {
c.status = Started
fmt.Println("Console output plugin started.")}
func (c *ConsoleOutput) Stop() {
c.status = Stopped
fmt.Println("Console output plugin stopped.")}
func (c *ConsoleOutput) Status() Status {
return c.status}
复制代码
测试代码如下：
复制代码
package test
...
func TestPipeline(t *testing.T) {
p := pipeline.Of(pipeline.DefaultConfig())
p.Start()
p.Exec()
p.Stop()}
// 运行结果
=== RUN TestPipeline
Console output plugin started.
Upper filter plugin started.
Hello input plugin started.
Pipeline started.
Output:
Header:map[content:text], Body:[HELLO WORLD]Hello input plugin stopped.
Upper filter plugin stopped.
Console output plugin stopped.
Hello input plugin stopped.
--- PASS: TestPipeline (0.00s)
PASS
复制代码
组合模式的另一种实现，嵌入组合（Embedding Composition），其实就是利用了Go语言的匿名成员特性，本质上跟直接组合是一致的。
还是以Message结构体为例，如果采用嵌入组合，则看起来像是这样：
type Message struct {
Header
Body}
// 使用时，Message可以引用Header和Body的成员属性，例如：
msg := &Message{}
msg.SrcAddr = "192.168.0.1"