Tomcat的设计模式分析
门面设计模式
门面设计模式在 Tomcat中有多处使用，在 Request 和 Response 对象封装中Standard Wrapper 到 ServletConfig 封装中、ApplicationContext 到 ServletContext 封装中等都用到了这种设计模式
门面设计模式的原理
顾名思义，就是将一个东西封装成一个门面好与人家更容易进行交流，就像一个国家的外交部一样。
门面设计模式示意图如下：
Client 只能访问到 Façade 中提供的数据是门面设计模式的关键，至于Client 如何访问 Façade 和 Subsystem 如何提供 Façade 门面设计模式并没有规定死。
Tomcat 的门面设计模式示例
下面是 Request 上使用的门面设计模式
从图中可以看出 HttpRequestFacade 类封装了 HttpRequest 接口能够提供数据，通过 HttpRequestFacade 访问到的数据都被代理到HttpRequest 中，通常被封装的对象都被设为 Private 或者Protected 访问修饰，以防止在 Façade 中被直接访问。
观察者设计模式
观察者模式的原理
观察者模式通常包含下面这几个角色：
- Subject 就是抽象主题：它负责管理所有观察者的引用，同时定义主要的事件操作。
- ConcreteSubject 具体主题：它实现了抽象主题的所有定义的接口，当自己发生变
- 化时，会通知所有观察者。
- Observer 观察者：监听主题发生变化相应的操作接口。
Tomcat 的观察者模式示例
Lifecycle 的观察者模式结构图：
- LifecycleEvent使得可以定义事件类别，不同的事件可区别处理，更加灵活。
- LifecycleSupport 类代理了主题对多观察者的管理，将这个管理抽出来统一实现，以后如果修改只要修改 LifecycleSupport 类就可以了，不需要去修改所有具体主题，
因为所有具体主题的对观察者的操作都被代理给 LifecycleSupport类了。这可以认为是观察者模式的改进版。实际执行者就是LifecyleSupport去执行
LifecycleSupport 调用观察者的方法代码如下：
清单 1. LifecycleSupport 中的 fireLifecycleEvent 方
public void fireLifecycleEvent(String type, Object data) {
LifecycleEvent event = new LifecycleEvent(lifecycle, type, data);
LifecycleListener interested[] = null;
synchronized (listeners) {
interested = (LifecycleListener[]) listeners.clone();
}
for (int i = 0; i < interested.length; i++)
interested[i].lifecycleEvent(event);
}
}
主题是怎么通知观察者呢？看下面代码：
清单 2. 容器中的 start 方法
public void start() throws LifecycleException {
lifecycle.fireLifecycleEvent(BEFORE_START_EVENT, null);
lifecycle.fireLifecycleEvent(START_EVENT, null);
started = true;
synchronized (services) {
for (int i = 0; i < services.length; i++) {
if (services[i] instanceof Lifecycle)
((Lifecycle) services[i]).start();
}
}
lifecycle.fireLifecycleEvent(AFTER_START_EVENT, null);
}
命令设计模式
命令模式的原理
下面是命令模式通常包含下面几个角色：
- Client：创建一个命令，并决定接受者
- Command 命令：命令接口定义一个抽象方法
- ConcreteCommand：具体命令，负责调用接受者的相应操作
- Invoker 请求者：负责调用命令对象执行请求
- Receiver 接受者：负责具体实施和执行一次请求
Tomcat 中的命令模式的示例
下面看一下 Tomcat 是如何实现命令模式的结构图
- Connector 作为抽象请求者，HttpConnector 作为具体请求者。
- HttpProcessor 作为命令。
- Container 作为命令的抽象接受者，ContainerBase 作为具体的接受者。
- 客户端就是应用服务器 Server组件了。
-
Server 首先创建命令请求者 HttpConnector 对象，创建命令 HttpProcessor 命令对象，把请求者封装到命令对象里面。
-
再把命令对象交给命令接受者ContainerBase 容器来处理命令。命令的最终是被 Tomcat 的Container 执行的。
-
命令可以以队列的方式进来，Container可以以不同的方式来处理请求，如HTTP1.0 协议和 HTTP1.1 的处理方式就会不同。
责任链模式
责任链模式的原理
通常责任链模式包含下面几个角色：
- Handler（抽象处理者）：定义一个处理请求的接口
- ConcreteHandler（具体处理者）：处理请求的具体类，或者传给下家
Tomcat中责任链模式示例
在 tomcat 中这种设计模式几乎被完整的使用，tomcat 的容器设置就是责任链模式，从 Engine 到 Host 再到 Context 一直到Wrapper 都是通过一个链传递请求。
Tomcat 中责任链模式的类结构图如下：
上图基本描述了四个子容器使用责任链模式的类结构图，对应的责任链模式的角色，Container 扮演抽象处理者角色，具体处理者由StandardEngine 等子容器扮演。与标准的责任链不同的是，这里引入了 Pipeline 和 Valve 接口。他们有什么作用呢？
实际上 Pipeline 和 Valve 是扩展了这个链的功能，使得在链往下传递过程中，能够接受外界的干预。Pipeline 就是连接每个子容器的管子，里面传递的 Request 和 Response 对象好比管子里流的水，而 Valve 就是这个管子上开的一个个小口子，让你有机会能够接触到里面的水，做一些额外的事情。
为了防止水被引出来而不能流到下一个容器中，每一段管子最后总有一个节点保证它一定能流到下一个子容器，所以每个容器都有一个 StandardXXXValve。只要涉及到这种有链式是处理流程这是一个非常值得借鉴的模式。
