Spring框架中的设计模式(五)


通过以前的4篇文章,我们看到Spring采用了大量的关于创建和结构方面的设计模式。本文将描述属于行为方面的两种设计模式:命令和访问者。

前传:

命令模式

这篇文章描述的第一个行为设计模式是命令。它允许将请求封装在一个对象内并附加一个回调动作(每次遇到所所谓的回调大家就只需要理解为一个函数方法就好,省的去浪费那么多脑子)。请求被封装在命令对象之下,而请求的结果被发送到接收者。命令本身不是由调用者执行。为了直白了解其中的主要思想,想象一下管理服务器的情况(远程通过 ssh操作 Linux服务器)。管理员( invoker)在命令行( commands)中启动一些操作,将结果发送到服务器(接收器)。在这里,所有这一切都是由客户端的终端(也就是我们用的 xshell)来完成的。搞个 Demo来说明一下(对于命令,它的动作就是执行,对于管理员来讲,我们的动作其实就是一个回车,执不执行当然是管理员说的算了,执行交给命令对象了,服务器最后就是一个展示结果):

public class CommandTest {  // This test method is a client  @Test  public void test() {    Administrator admin = new Administrator();    Server server = new Server();    // start Apache    admin.setCommand(new StartApache(server));    admin.typeEnter();    // start Tomcat    admin.setCommand(new StartTomcat(server));    admin.typeEnter();    // check executed commands    int executed = server.getExecutedCommands().size();    assertTrue("Two commands should be executed but only "+      executed+ " were", executed == 2);  }}// commandsabstract class ServerCommand {  protected Server server;  public ServerCommand(Server server) {    this.server = server;  }  public abstract void execute();}class StartTomcat extends ServerCommand {  public StartTomcat(Server server) {    super(server);  }  @Override  public void execute() {    server.launchCommand("sudo service tomcat7 start");  }}class StartApache extends ServerCommand {  public StartApache(Server server) {    super(server);  }  @Override  public void execute() {    server.launchCommand("sudo service apache2 start");  }}// invokerclass Administrator {  private ServerCommand command;  public void setCommand(ServerCommand command) {    this.command = command;  }  public void typeEnter() {    this.command.execute();  }}// receiverclass Server {  // as in common terminals, we store executed commands in history  private List<String> executedCommands = new ArrayList<String>();  public void launchCommand(String command) {    System.out.println("Executing: "+command+" on server");    this.executedCommands.add(command);  }  public List<String> getExecutedCommands() {    return this.executedCommands;  }}

测试应通过并打印两个命令:

Executing: sudo service apache2 start on serverExecuting: sudo service tomcat7 start on server

命令模式不仅允许封装请求(ServerCommand)并将其传输到接收器(Server),而且还可以更好地处理给定的请求。在这里,这种更好的处理是通过存储命令的执行历史。在Spring中,我们在beanFactory后置处理器的特性中来找到指令设计模式的原理。要通过快速对它们进行定义,应用程序上下文会启动后置处理器,并可以用来对创建的bean进行一些操作(这里不打算细说了,具体的我后面会专门写一篇这方面的文章,来分析其中的源码细节)。

当我们将先前Demo里呈现的命令逻辑转换并对比到 Springbean工厂后处理器时,我们可以区分以下 actors后置处理器bean(是指实现 BeanFactoryPostProcessor接口)是命令,org.springframework.context.support.PostProcessorRegistrationDelegate是调用者(它执行 postProcessBeanFactory方法注册所有的后置处理器bean,此处看下面第二段代码)和接收器org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory可以在元素(bean)构造初始化之前修改它们(例如:在初始化bean之前可以更改属性)。

另外,回顾下上面的那个Demo,和我们的Demo中的命令历史管理一样。 PostProcessorRegistrationDelegate包含一个内部类 BeanPostProcessorChecker,它可以记录当一个bean不符合处理条件的情况。

可以观察 PostProcessorRegistrationDelegate中的两段代码:

/**     * BeanPostProcessor that logs an info message when a bean is created during     * BeanPostProcessor instantiation, i.e. when a bean is not eligible for     * getting processed by all BeanPostProcessors.     */    private static class BeanPostProcessorChecker implements BeanPostProcessor {        private static final Log logger = LogFactory.getLog(BeanPostProcessorChecker.class);        private final ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;        private final int beanPostProcessorTargetCount;        public BeanPostProcessorChecker(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, int beanPostProcessorTargetCount) {            this.beanFactory = beanFactory;            this.beanPostProcessorTargetCount = beanPostProcessorTargetCount;        }        @Override        public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {            return bean;        }        @Override        public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {            if (bean != null && !(bean instanceof BeanPostProcessor) && !isInfrastructureBean(beanName) &&                    this.beanFactory.getBeanPostProcessorCount() < this.beanPostProcessorTargetCount) {                if (logger.isInfoEnabled()) {                    logger.info("Bean '" + beanName + "' of type [" + bean.getClass() +                            "] is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors " +                            "(for example: not eligible for auto-proxying)");                }            }            return bean;        }        private boolean isInfrastructureBean(String beanName) {            if (beanName != null && this.beanFactory.containsBeanDefinition(beanName)) {                BeanDefinition bd = this.beanFactory.getBeanDefinition(beanName);                return RootBeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE == bd.getRole();            }            return false;        }    }

定义后的调用,用的就是 ConfigurableListableBeanFactory的实例(看 BeanPostProcessorChecker注释):

public static void registerBeanPostProcessors(            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, AbstractApplicationContext applicationContext) {        String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);        // Register BeanPostProcessorChecker that logs an info message when        // a bean is created during BeanPostProcessor instantiation, i.e. when        // a bean is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors.        int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;  //BeanPostProcessorChecker        beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));        // Separate between BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered,        // Ordered, and the rest.        List<BeanPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();        List<BeanPostProcessor> internalPostProcessors = new ArrayList<>();        List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();        List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();        for (String ppName : postProcessorNames) {            if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {                BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);                priorityOrderedPostProcessors.add(pp);                if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {                    internalPostProcessors.add(pp);                }            }            else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {                orderedPostProcessorNames.add(ppName);            }            else {                nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);            }        }        // First, register the BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered.        sortPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);        registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);        // Next, register the BeanPostProcessors that implement Ordered.        List<BeanPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>();        for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {            BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);            orderedPostProcessors.add(pp);            if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {                internalPostProcessors.add(pp);            }        }        sortPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);        registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);        // Now, register all regular BeanPostProcessors.        List<BeanPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();        for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {            BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);            nonOrderedPostProcessors.add(pp);            if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {                internalPostProcessors.add(pp);            }        }        registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);        // Finally, re-register all internal BeanPostProcessors.        sortPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);        registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);        // Re-register post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners,        // moving it to the end of the processor chain (for picking up proxies etc).        beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));    }

总结一个过程就是,我要BeanFactory里面得到对象(也就是为了得到一个命令的执行结果),那么,想要在得到对象的时候就已经实现了一些对其修改的想法,那么就通过后置处理器,也是就实现了后置处理器接口的beans(命令里可以通过传入不同的参数来得到不同结果,或者对命令的脚本进行修改),然后还需要一个执行者(我们在做自动化运维的时候,不止操作一个脚本,这里的 PostProcessorRegistrationDelegate就是集中来管理这些的),最后得到的结果就由 BeanFactory来展示咯。

访问者模式

接下来要介绍的一个行为设计模式是Visitor:抽象一点就是通过另一种类型的对象来使一个对象访问。在这个简短定义中,使用这个设计模式中的对象将被视为访问者或对象可被访问。第一个访问者要有可访问支持。这个模式的一个现实的例子可以是一个汽车质检员,他们检查一些汽车零件,比如*,制动器和发动机,以判断汽车质量是否合格。我们来做个JUnit测试用例:

public class VisitorTest {  @Test  public void test() {    CarComponent car = new Car();    Mechanic mechanic = new QualifiedMechanic();    car.accept(mechanic);    assertTrue("After qualified mechanics visit, the car should be broken",      car.isBroken());    Mechanic nonqualifiedMechanic = new NonQualifiedMechanic();    car.accept(nonqualifiedMechanic);    assertFalse("Car shouldn't be broken becase non qualified mechanic " +      " can't see breakdowns", car.isBroken());  }}// visitorinterface Mechanic {  public void visit(CarComponent element);  public String getName();}class QualifiedMechanic implements Mechanic {  @Override  public void visit(CarComponent element) {    element.setBroken(true);  }  @Override  public String getName() {    return "qualified";  }}class NonQualifiedMechanic implements Mechanic {  @Override  public void visit(CarComponent element) {    element.setBroken(true);  }  @Override  public String getName() {    return "unqualified";  }}// visitableabstract class CarComponent {  protected boolean broken;  public abstract void accept(Mechanic mechanic);  public void setBroken(boolean broken) {    this.broken = broken;  }  public boolean isBroken() {    return this.broken;  }}class Car extends CarComponent {  private boolean broken = false;  private CarComponent[] components;  public Car() {    components = new CarComponent[] {      new Wheels(), new Engine(), new Brake()    };  }  @Override  public void accept(Mechanic mechanic) {    this.broken = false;    if (mechanic.getName().equals("qualified")) {      int i = 0;      while (i < components.length && this.broken == false) {        CarComponent component = components[i];        mechanic.visit(component);        this.broken = component.isBroken();        i++;      }    }    // if mechanic isn't qualified, we suppose that     // he isn't able to see breakdowns and so     // he considers the car as no broken     // (even if the car is broken)  }  @Override  public boolean isBroken() {          return this.broken;  }}class Wheels extends CarComponent {  @Override  public void accept(Mechanic mechanic) {    mechanic.visit(this);  }}class Engine extends CarComponent {  @Override  public void accept(Mechanic mechanic) {    mechanic.visit(this);  }}class Brake extends CarComponent {  @Override  public void accept(Mechanic mechanic) {    mechanic.visit(this);  }}

在这个例子中,我们可以看到他们有两个机制(访问者,其实就是免检和不免检):合格和不合格。暴露于他们的可见对象是汽车。通过其接受方式,决定哪个角色应该适用于被访问者(通过代码 mechanic.getName().equals("qualified")来判断)。当访问者合格时,Car让他分析所有组件。如果访问者不合格,Car认为其干预是无用的,并且在方法 isBroken()中直接返回 false(其实就是为了达到一个免检的效果)。 Spring在beans配置中实现了访问者设计模式。为了观察,我们可以看看org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinitionVisitor对象,该对象用于 解析bean元数据并将其解析为 String(例如:具有作用域或工厂方法名称的XML属性)或 Object(例如:构造函数定义中的参数)。已解析的值在与分析的bean关联的 BeanDefinition实例中进行判断设置。具体的源码请看 BeanDefinitionVisitor的代码片段:

/** * Traverse the given BeanDefinition object and the MutablePropertyValues * and ConstructorArgumentValues contained in them. * @param beanDefinition the BeanDefinition object to traverse * @see #resolveStringValue(String) */public void visitBeanDefinition(BeanDefinition beanDefinition) {  visitParentName(beanDefinition);  visitBeanClassName(beanDefinition);  visitFactoryBeanName(beanDefinition);  visitFactoryMethodName(beanDefinition);  visitScope(beanDefinition);  visitPropertyValues(beanDefinition.getPropertyValues());  ConstructorArgumentValues cas = beanDefinition.    getConstructorArgumentValues();  visitIndexedArgumentValues(cas.    getIndexedArgumentValues());  visitGenericArgumentValues(cas.    getGenericArgumentValues());}protected void visitParentName(BeanDefinition beanDefinition) {  String parentName = beanDefinition.getParentName();  if (parentName != null) {    String resolvedName = resolveStringValue(parentName);    if (!parentName.equals(resolvedName)) {      beanDefinition.setParentName(resolvedName);    }  }}

在这种情况下,他们只是访问方式,没有对访问者做任何补充的控制(在Demo里对car的质检员做了控制)。这里访问包括分析给定 BeanDefinition的参数,并将其替换为已解析对象。

在最后一篇关于Spring中设计模式的文章中,我们发现了2种行为模式: 用于处理bean工厂的后置处理的命令模式用于将定义的bean参数转换为面向对象(String或Object的实例)参数的访问者模式

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