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)：

1. public class CommandTest {

2.  // This test method is a client

3.  @Test

4.  public void test() {

5.    Administrator admin = new Administrator();

6.    Server server = new Server();

7.    // start Apache

8.    admin.setCommand(new StartApache(server));

9.    admin.typeEnter();

10.    // start Tomcat

11.    admin.setCommand(new StartTomcat(server));

12.    admin.typeEnter();

13.    // check executed commands

14.    int executed = server.getExecutedCommands().size();

15.    assertTrue("Two commands should be executed but only "+

16.      executed+ " were", executed == 2);

17.  }

18. }

19. // commands

20. abstract class ServerCommand {

21.  protected Server server;

22.  public ServerCommand(Server server) {

23.    this.server = server;

24.  }

25.  public abstract void execute();

26. }

27. class StartTomcat extends ServerCommand {

28.  public StartTomcat(Server server) {

29.    super(server);

30.  }

31.  @Override

32.  public void execute() {

33.    server.launchCommand("sudo service tomcat7 start");

34.  }

35. }

36. class StartApache extends ServerCommand {

37.  public StartApache(Server server) {

38.    super(server);

39.  }

40.  @Override

41.  public void execute() {

42.    server.launchCommand("sudo service apache2 start");

43.  }

44. }

45. // invoker

46. class Administrator {

47.  private ServerCommand command;

48.  public void setCommand(ServerCommand command) {

49.    this.command = command;

50.  }

51.  public void typeEnter() {

52.    this.command.execute();

53.  }

54. }

55. // receiver

56. class Server {

57.  // as in common terminals, we store executed commands in history

58.  private List<String> executedCommands = new ArrayList<String>();

59.  public void launchCommand(String command) {

60.    System.out.println("Executing: "+command+" on server");

61.    this.executedCommands.add(command);

62.  }

63.  public List<String> getExecutedCommands() {

64.    return this.executedCommands;

65.  }

66. }

测试应通过并打印两个命令：

1. Executing: sudo service apache2 start on server

2. Executing: 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:

1. /**

2.     * BeanPostProcessor that logs an info message when a bean is created during

3.     * BeanPostProcessor instantiation, i.e. when a bean is not eligible for

4.     * getting processed by all BeanPostProcessors.

5.     */

6.    private static class BeanPostProcessorChecker implements BeanPostProcessor {

7.        private static final Log logger = LogFactory.getLog(BeanPostProcessorChecker.class);

8.        private final ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;

9.        private final int beanPostProcessorTargetCount;

10.        public BeanPostProcessorChecker(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, int beanPostProcessorTargetCount) {

11.            this.beanFactory = beanFactory;

12.            this.beanPostProcessorTargetCount = beanPostProcessorTargetCount;

13.        }

14.        @Override

15.        public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {

16.            return bean;

17.        }

18.        @Override

19.        public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {

20.            if (bean != null && !(bean instanceof BeanPostProcessor) && !isInfrastructureBean(beanName) &&

21.                    this.beanFactory.getBeanPostProcessorCount() < this.beanPostProcessorTargetCount) {

22.                if (logger.isInfoEnabled()) {

23.                    logger.info("Bean '" + beanName + "' of type [" + bean.getClass() +

24.                            "] is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors " +

25.                            "(for example: not eligible for auto-proxying)");

26.                }

27.            }

28.            return bean;

29.        }

30.        private boolean isInfrastructureBean(String beanName) {

31.            if (beanName != null && this.beanFactory.containsBeanDefinition(beanName)) {

32.                BeanDefinition bd = this.beanFactory.getBeanDefinition(beanName);

33.                return RootBeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE == bd.getRole();

34.            }

35.            return false;

36.        }

37.    }

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

1. public static void registerBeanPostProcessors(

2.            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, AbstractApplicationContext applicationContext) {

3.        String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);

4.        // Register BeanPostProcessorChecker that logs an info message when

5.        // a bean is created during BeanPostProcessor instantiation, i.e. when

6.        // a bean is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors.

7.        int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;

8.  //BeanPostProcessorChecker

9.        beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));

10.        // Separate between BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered,

11.        // Ordered, and the rest.

12.        List<BeanPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();

13.        List<BeanPostProcessor> internalPostProcessors = new ArrayList<>();

14.        List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();

15.        List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();

16.        for (String ppName : postProcessorNames) {

17.            if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {

18.                BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);

19.                priorityOrderedPostProcessors.add(pp);

20.                if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

21.                    internalPostProcessors.add(pp);

22.                }

23.            }

24.            else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {

25.                orderedPostProcessorNames.add(ppName);

26.            }

27.            else {

28.                nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);

29.            }

30.        }

31.        // First, register the BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered.

32.        sortPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);

33.        registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);

34.        // Next, register the BeanPostProcessors that implement Ordered.

35.        List<BeanPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>();

36.        for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {

37.            BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);

38.            orderedPostProcessors.add(pp);

39.            if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

40.                internalPostProcessors.add(pp);

41.            }

42.        }

43.        sortPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);

44.        registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);

45.        // Now, register all regular BeanPostProcessors.

46.        List<BeanPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();

47.        for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {

48.            BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);

49.            nonOrderedPostProcessors.add(pp);

50.            if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

51.                internalPostProcessors.add(pp);

52.            }

53.        }

54.        registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);

55.        // Finally, re-register all internal BeanPostProcessors.

56.        sortPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);

57.        registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);

58.        // Re-register post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners,

59.        // moving it to the end of the processor chain (for picking up proxies etc).

60.        beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));

61.    }

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，比如轮子，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：

1. public class VisitorTest {

2.  @Test

3.  public void test() {

4.    CarComponent car = new Car();

5.    Mechanic mechanic = new QualifiedMechanic();

6.    car.accept(mechanic);

7.    assertTrue("After qualified mechanics visit, the car should be broken",

8.      car.isBroken());

9.    Mechanic nonqualifiedMechanic = new NonQualifiedMechanic();

10.    car.accept(nonqualifiedMechanic);

11.    assertFalse("Car shouldn't be broken becase non qualified mechanic " +

12.      " can't see breakdowns", car.isBroken());

13.  }

14. }

15. // visitor

16. interface Mechanic {

17.  public void visit(CarComponent element);

18.  public String getName();

19. }

20. class QualifiedMechanic implements Mechanic {

21.  @Override

22.  public void visit(CarComponent element) {

23.    element.setBroken(true);

24.  }

25.  @Override

26.  public String getName() {

27.    return "qualified";

28.  }

29. }

30. class NonQualifiedMechanic implements Mechanic {

31.  @Override

32.  public void visit(CarComponent element) {

33.    element.setBroken(true);

34.  }

35.  @Override

36.  public String getName() {

37.    return "unqualified";

38.  }

39. }

40. // visitable

41. abstract class CarComponent {

42.  protected boolean broken;

43.  public abstract void accept(Mechanic mechanic);

44.  public void setBroken(boolean broken) {

45.    this.broken = broken;

46.  }

47.  public boolean isBroken() {

48.    return this.broken;

49.  }

50. }

51. class Car extends CarComponent {

52.  private boolean broken = false;

53.  private CarComponent[] components;

54.  public Car() {

55.    components = new CarComponent[] {

56.      new Wheels(), new Engine(), new Brake()

57.    };

58.  }

59.  @Override

60.  public void accept(Mechanic mechanic) {

61.    this.broken = false;

62.    if (mechanic.getName().equals("qualified")) {

63.      int i = 0;

64.      while (i < components.length && this.broken == false) {

65.        CarComponent component = components[i];

66.        mechanic.visit(component);

67.        this.broken = component.isBroken();

68.        i++;

69.      }

70.    }

71.    // if mechanic isn't qualified, we suppose that

72.    // he isn't able to see breakdowns and so

73.    // he considers the car as no broken

74.    // (even if the car is broken)

75.  }

76.  @Override

77.  public boolean isBroken() {

78.          return this.broken;

79.  }

80. }

81. class Wheels extends CarComponent {

82.  @Override

83.  public void accept(Mechanic mechanic) {

84.    mechanic.visit(this);

85.  }

86. }

87. class Engine extends CarComponent {

88.  @Override

89.  public void accept(Mechanic mechanic) {

90.    mechanic.visit(this);

91.  }

92. }

93. class Brake extends CarComponent {

94.  @Override

95.  public void accept(Mechanic mechanic) {

96.    mechanic.visit(this);

97.  }

98. }

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：

1. /**

2. * Traverse the given BeanDefinition object and the MutablePropertyValues

3. * and ConstructorArgumentValues contained in them.

4. * @param beanDefinition the BeanDefinition object to traverse

5. * @see #resolveStringValue(String)

6. */

7. public void visitBeanDefinition(BeanDefinition beanDefinition) {

8.  visitParentName(beanDefinition);

9.  visitBeanClassName(beanDefinition);

10.  visitFactoryBeanName(beanDefinition);

11.  visitFactoryMethodName(beanDefinition);

12.  visitScope(beanDefinition);

13.  visitPropertyValues(beanDefinition.getPropertyValues());

14.  ConstructorArgumentValues cas = beanDefinition.

15.    getConstructorArgumentValues();

16.  visitIndexedArgumentValues(cas.

17.    getIndexedArgumentValues());

18.  visitGenericArgumentValues(cas.

19.    getGenericArgumentValues());

20. }

21. protected void visitParentName(BeanDefinition beanDefinition) {

22.  String parentName = beanDefinition.getParentName();

23.  if (parentName != null) {

24.    String resolvedName = resolveStringValue(parentName);

25.    if (!parentName.equals(resolvedName)) {

26.      beanDefinition.setParentName(resolvedName);

27.    }

28.  }

29. }

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和 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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