java-设计模式-责任链

简介: 纯的与不纯的责任链模式   一个纯的责任链模式要求一个具体的处理者对象只能在两个行为中选择一个:一是承担责任,而是把责任推给下家。不允许出现某一个具体处理者对象在承担了一部分责任后又 把责任向下传的情况。

纯的与不纯的责任链模式

  一个纯的责任链模式要求一个具体的处理者对象只能在两个行为中选择一个:一是承担责任,而是把责任推给下家。不允许出现某一个具体处理者对象在承担了一部分责任后又 把责任向下传的情况。

  在一个纯的责任链模式里面,一个请求必须被某一个处理者对象所接收;在一个不纯的责任链模式里面,一个请求可以最终不被任何接收端对象所接收。

  纯的责任链模式的实际例子很难找到,一般看到的例子均是不纯的责任链模式的实现。有些人认为不纯的责任链根本不是责任链模式,这也许是有道理的。但是在实际的系统里,纯的责任链很难找到。如果坚持责任链不纯便不是责任链模式,那么责任链模式便不会有太大意义了。

责任链模式在Tomcat中的应用

  众所周知Tomcat中的Filter就是使用了责任链模式,创建一个Filter除了要在web.xml文件中做相应配置外,还需要实现javax.servlet.Filter接口。

复制代码
public class TestFilter implements Filter{

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        
        chain.doFilter(request, response);
    }

    public void destroy() {
    }

    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
    }

}
复制代码

  使用DEBUG模式所看到的结果如下

  其实在真正执行到TestFilter类之前,会经过很多Tomcat内部的类。顺带提一下其实Tomcat的容器设置也是责任链模式,注意被红色方框所圈中的类,从Engine到Host再到Context一直到Wrapper都是通过一个链传递请求。被绿色方框所圈中的地方有一个名为ApplicationFilterChain的类,ApplicationFilterChain类所扮演的就是抽象处理者角色,而具体处理者角色由各个Filter扮演。

  第一个疑问是ApplicationFilterChain将所有的Filter存放在哪里?

  答案是保存在ApplicationFilterChain类中的一个ApplicationFilterConfig对象的数组中。

复制代码
    /**
     * Filters.
     */
    private ApplicationFilterConfig[] filters = 
        new ApplicationFilterConfig[0];
复制代码

  那ApplicationFilterConfig对象又是什么呢?

    ApplicationFilterConfig是一个Filter容器。以下是ApplicationFilterConfig类的声明:

复制代码
/**
 * Implementation of a <code>javax.servlet.FilterConfig</code> useful in
 * managing the filter instances instantiated when a web application
 * is first started.
 *
 * @author Craig R. McClanahan
 * @version $Id: ApplicationFilterConfig.java 1201569 2011-11-14 01:36:07Z kkolinko $
 */
复制代码

  当一个web应用首次启动时ApplicationFilterConfig会自动实例化,它会从该web应用的web.xml文件中读取配置的Filter的信息,然后装进该容器。

  刚刚看到在ApplicationFilterChain类中所创建的ApplicationFilterConfig数组长度为零,那它是在什么时候被重新赋值的呢?

    private ApplicationFilterConfig[] filters = 
        new ApplicationFilterConfig[0];

  是在调用ApplicationFilterChain类的addFilter()方法时。

    /**
     * The int which gives the current number of filters in the chain.
     */
    private int n = 0;
    public static final int INCREMENT = 10;
复制代码
    void addFilter(ApplicationFilterConfig filterConfig) {

        // Prevent the same filter being added multiple times
        for(ApplicationFilterConfig filter:filters)
            if(filter==filterConfig)
                return;

        if (n == filters.length) {
            ApplicationFilterConfig[] newFilters =
                new ApplicationFilterConfig[n + INCREMENT];
            System.arraycopy(filters, 0, newFilters, 0, n);
            filters = newFilters;
        }
        filters[n++] = filterConfig;

    }
复制代码

  变量n用来记录当前过滤器链里面拥有的过滤器数目,默认情况下n等于0,ApplicationFilterConfig对象数组的长度也等于0,所以当第一次调用addFilter()方法时,if (n == filters.length)的条件成立,ApplicationFilterConfig数组长度被改变。之后filters[n++] = filterConfig;将变量filterConfig放入ApplicationFilterConfig数组中并将当前过滤器链里面拥有的过滤器数目+1。

  那ApplicationFilterChain的addFilter()方法又是在什么地方被调用的呢?

  是在ApplicationFilterFactory类的createFilterChain()方法中。

复制代码
  1     public ApplicationFilterChain createFilterChain
  2         (ServletRequest request, Wrapper wrapper, Servlet servlet) {
  3 
  4         // get the dispatcher type
  5         DispatcherType dispatcher = null; 
  6         if (request.getAttribute(DISPATCHER_TYPE_ATTR) != null) {
  7             dispatcher = (DispatcherType) request.getAttribute(DISPATCHER_TYPE_ATTR);
  8         }
  9         String requestPath = null;
 10         Object attribute = request.getAttribute(DISPATCHER_REQUEST_PATH_ATTR);
 11         
 12         if (attribute != null){
 13             requestPath = attribute.toString();
 14         }
 15         
 16         // If there is no servlet to execute, return null
 17         if (servlet == null)
 18             return (null);
 19 
 20         boolean comet = false;
 21         
 22         // Create and initialize a filter chain object
 23         ApplicationFilterChain filterChain = null;
 24         if (request instanceof Request) {
 25             Request req = (Request) request;
 26             comet = req.isComet();
 27             if (Globals.IS_SECURITY_ENABLED) {
 28                 // Security: Do not recycle
 29                 filterChain = new ApplicationFilterChain();
 30                 if (comet) {
 31                     req.setFilterChain(filterChain);
 32                 }
 33             } else {
 34                 filterChain = (ApplicationFilterChain) req.getFilterChain();
 35                 if (filterChain == null) {
 36                     filterChain = new ApplicationFilterChain();
 37                     req.setFilterChain(filterChain);
 38                 }
 39             }
 40         } else {
 41             // Request dispatcher in use
 42             filterChain = new ApplicationFilterChain();
 43         }
 44 
 45         filterChain.setServlet(servlet);
 46 
 47         filterChain.setSupport
 48             (((StandardWrapper)wrapper).getInstanceSupport());
 49 
 50         // Acquire the filter mappings for this Context
 51         StandardContext context = (StandardContext) wrapper.getParent();
 52         FilterMap filterMaps[] = context.findFilterMaps();
 53 
 54         // If there are no filter mappings, we are done
 55         if ((filterMaps == null) || (filterMaps.length == 0))
 56             return (filterChain);
 57 
 58         // Acquire the information we will need to match filter mappings
 59         String servletName = wrapper.getName();
 60 
 61         // Add the relevant path-mapped filters to this filter chain
 62         for (int i = 0; i < filterMaps.length; i++) {
 63             if (!matchDispatcher(filterMaps[i] ,dispatcher)) {
 64                 continue;
 65             }
 66             if (!matchFiltersURL(filterMaps[i], requestPath))
 67                 continue;
 68             ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig)
 69                 context.findFilterConfig(filterMaps[i].getFilterName());
 70             if (filterConfig == null) {
 71                 // FIXME - log configuration problem
 72                 continue;
 73             }
 74             boolean isCometFilter = false;
 75             if (comet) {
 76                 try {
 77                     isCometFilter = filterConfig.getFilter() instanceof CometFilter;
 78                 } catch (Exception e) {
 79                     // Note: The try catch is there because getFilter has a lot of 
 80                     // declared exceptions. However, the filter is allocated much
 81                     // earlier
 82                     Throwable t = ExceptionUtils.unwrapInvocationTargetException(e);
 83                     ExceptionUtils.handleThrowable(t);
 84                 }
 85                 if (isCometFilter) {
 86                     filterChain.addFilter(filterConfig);
 87                 }
 88             } else {
 89                 filterChain.addFilter(filterConfig);
 90             }
 91         }
 92 
 93         // Add filters that match on servlet name second
 94         for (int i = 0; i < filterMaps.length; i++) {
 95             if (!matchDispatcher(filterMaps[i] ,dispatcher)) {
 96                 continue;
 97             }
 98             if (!matchFiltersServlet(filterMaps[i], servletName))
 99                 continue;
100             ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig)
101                 context.findFilterConfig(filterMaps[i].getFilterName());
102             if (filterConfig == null) {
103                 // FIXME - log configuration problem
104                 continue;
105             }
106             boolean isCometFilter = false;
107             if (comet) {
108                 try {
109                     isCometFilter = filterConfig.getFilter() instanceof CometFilter;
110                 } catch (Exception e) {
111                     // Note: The try catch is there because getFilter has a lot of 
112                     // declared exceptions. However, the filter is allocated much
113                     // earlier
114                 }
115                 if (isCometFilter) {
116                     filterChain.addFilter(filterConfig);
117                 }
118             } else {
119                 filterChain.addFilter(filterConfig);
120             }
121         }
122 
123         // Return the completed filter chain
124         return (filterChain);
125 
126     }
复制代码

  可以将如上代码分为两段,51行之前为第一段,51行之后为第二段。

  第一段的主要目的是创建ApplicationFilterChain对象以及一些参数设置。

  第二段的主要目的是从上下文中获取所有Filter信息,之后使用for循环遍历并调用filterChain.addFilter(filterConfig);将filterConfig放入ApplicationFilterChain对象的ApplicationFilterConfig数组中。

  那ApplicationFilterFactory类的createFilterChain()方法又是在什么地方被调用的呢?

  是在StandardWrapperValue类的invoke()方法中被调用的。

  

  由于invoke()方法较长,所以将很多地方省略。

复制代码
    public final void invoke(Request request, Response response)
        throws IOException, ServletException {
   ...省略中间代码
     // Create the filter chain for this request ApplicationFilterFactory factory = ApplicationFilterFactory.getInstance(); ApplicationFilterChain filterChain = factory.createFilterChain(request, wrapper, servlet);   ...省略中间代码 filterChain.doFilter(request.getRequest(), response.getResponse());   ...省略中间代码 }
复制代码

  那正常的流程应该是这样的:

  在StandardWrapperValue类的invoke()方法中调用ApplicationFilterChai类的createFilterChain()方法———>在ApplicationFilterChai类的createFilterChain()方法中调用ApplicationFilterChain类的addFilter()方法———>在ApplicationFilterChain类的addFilter()方法中给ApplicationFilterConfig数组赋值。

  根据上面的代码可以看出StandardWrapperValue类的invoke()方法在执行完createFilterChain()方法后,会继续执行ApplicationFilterChain类的doFilter()方法,然后在doFilter()方法中会调用internalDoFilter()方法。

  以下是internalDoFilter()方法的部分代码

复制代码
        // Call the next filter if there is one
        if (pos < n) {
       //拿到下一个Filter,将指针向下移动一位
//pos它来标识当前ApplicationFilterChain(当前过滤器链)执行到哪个过滤器 ApplicationFilterConfig filterConfig
= filters[pos++]; Filter filter = null; try {
          //获取当前指向的Filter的实例 filter
= filterConfig.getFilter(); support.fireInstanceEvent(InstanceEvent.BEFORE_FILTER_EVENT, filter, request, response); if (request.isAsyncSupported() && "false".equalsIgnoreCase( filterConfig.getFilterDef().getAsyncSupported())) { request.setAttribute(Globals.ASYNC_SUPPORTED_ATTR, Boolean.FALSE); } if( Globals.IS_SECURITY_ENABLED ) { final ServletRequest req = request; final ServletResponse res = response; Principal principal = ((HttpServletRequest) req).getUserPrincipal(); Object[] args = new Object[]{req, res, this}; SecurityUtil.doAsPrivilege ("doFilter", filter, classType, args, principal); } else {
            //调用Filter的doFilter()方法 filter.doFilter(request, response,
this); }
复制代码

  这里的filter.doFilter(request, response, this);就是调用我们前面创建的TestFilter中的doFilter()方法。而TestFilter中的doFilter()方法会继续调用chain.doFilter(request, response);方法,而这个chain其实就是ApplicationFilterChain,所以调用过程又回到了上面调用dofilter和调用internalDoFilter方法,这样执行直到里面的过滤器全部执行。

  如果定义两个过滤器,则Debug结果如下:

  

 

 

 

目录
相关文章
|
1天前
|
设计模式 Java
【JAVA基础篇教学】第十四篇:Java中设计模式
【JAVA基础篇教学】第十四篇:Java中设计模式
|
2天前
|
设计模式 算法 Java
设计模式在Java开发中的应用
设计模式在Java开发中的应用
14 0
|
9天前
|
设计模式 前端开发 Java
19:Web开发模式与MVC设计模式-Java Web
19:Web开发模式与MVC设计模式-Java Web
19 4
|
9天前
|
设计模式 存储 前端开发
18:JavaBean简介及其在表单处理与DAO设计模式中的应用-Java Web
18:JavaBean简介及其在表单处理与DAO设计模式中的应用-Java Web
24 4
|
9天前
|
设计模式 缓存 监控
JAVA设计模式之结构型模式
结构模型:适配器模型、桥接模型、过滤器模型、组合模型、装饰器模型、外观模型、享受元模型和代理模型。
20 3
|
13天前
|
设计模式 算法 Java
Java基础教程(19)-设计模式简述
【4月更文挑战第19天】设计模式是软件设计中反复使用的代码设计经验,旨在提升代码的可重用性、可扩展性和可维护性。23种模式分为创建型、结构型和行为型三类。创建型模式如工厂方法、抽象工厂、建造者、原型和单例,关注对象创建与使用的分离。结构型模式涉及对象组合,如适配器、装饰器、外观等,增强结构灵活性。行为型模式专注于对象间职责分配和算法合作,包括责任链、命令、观察者等。设计模式提供标准化解决方案,促进代码交流和复用。
|
13天前
|
设计模式 Java
Java 设计模式:混合、装饰器与组合的编程实践
【4月更文挑战第27天】在面向对象编程中,混合(Mixins)、装饰器(Decorators)和组合(Composition)是三种强大的设计模式,用于增强和扩展类的功能。
20 1
|
13天前
|
设计模式 消息中间件 Java
Java 设计模式:探索发布-订阅模式的原理与应用
【4月更文挑战第27天】发布-订阅模式是一种消息传递范式,被广泛用于构建松散耦合的系统。在 Java 中,这种模式允许多个对象监听和响应感兴趣的事件。
34 2
|
13天前
|
设计模式 算法 Java
Java 设计模式:深入模板方法模式的原理与应用
【4月更文挑战第27天】模板方法模式是一种行为设计模式,主要用于定义一个操作中的算法的框架,允许子类在不改变算法结构的情况下重定义算法的某些特定步骤。
21 1
|
13天前
|
设计模式 算法 Java
Java 设计模式:探索策略模式的概念和实战应用
【4月更文挑战第27天】策略模式是一种行为设计模式,它允许在运行时选择算法的行为。在 Java 中,策略模式通过定义一系列的算法,并将每一个算法封装起来,并使它们可以互换,这样算法的变化不会影响到使用算法的客户。
21 1