Tomcat工作原理2

門面設計模式

門面設計模式的原理

這麼多場合都用到了這種設計模式，那這種設計模式究竟能有什麼作用呢？顧名思義，就是將乙個東西封裝成乙個門面好與人家更容易進行交流，就像乙個國家的***一樣。

這種設計模式主要用在乙個大的系統中有多個子系統組成時，這多個子系統肯定要涉及到相互通訊，但是每個子系統又不能將自己的內部資料過多的暴露給其它系統，不然就沒有必要劃分子系統了。每個子系統都會設計乙個門面，把別的系統感興趣的資料封裝起來，通過這個門面來進行訪問。這就是門面設計模式存在的意義。

門面設計模式示意圖如下：

圖 1. 門面示意圖

client 只能訪問到 façade 中提供的資料是門面設計模式的關鍵，至於 client 如何訪問 façade 和 subsystem 如何提供 façade 門面設計模式並沒有規定死。

tomcat 的門面設計模式示例

tomcat 中門面設計模式使用的很多，因為 tomcat 中有很多不同元件，每個元件要相互互動資料，用門面模式隔離資料是個很好的方法。

下面是 request 上使用的門面設計模式：

圖 2. request 的門面設計模式類圖

從圖中可以看出 httprequestfacade 類封裝了 httprequest 介面能夠提供資料，通過 httprequestfacade 訪問到的資料都被**到 httprequest 中，通常被封裝的物件都被設為 private 或者 protected 訪問修飾，以防止在 façade 中被直接訪問。

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觀察者設計模式

這種設計模式也是常用的設計方法通常也叫發布 - 訂閱模式，也就是事件監聽機制，通常在某個事件發生的前後會觸發一些操作。

觀察者模式的原理

觀察者模式原理也很簡單，就是你在做事的時候旁邊總有乙個人在盯著你，當你做的事情是它感興趣的時候，它就會跟著做另外一些事情。但是盯著你的人必須要到你那去登記，不然你無法通知它。觀察者模式通常包含下面這幾個角色：

tomcat 的觀察者模式示例

tomcat 中觀察者模式也有多處使用，前面講的控制項生命週期的 lifecycle 就是這種模式的體現，還有對 servlet 例項的建立、session 的管理、container 等都是同樣的原理。下面主要看一下 lifecycle 的具體實現。

lifecycle 的觀察者模式結構圖：

圖 3. lifecycle 的觀察者模式結構圖

上面的結構圖中，lifecyclelistener 代表的是抽象觀察者，它定義乙個 lifecycleevent 方法，這個方法就是當主題變化時要執行的方法。 serverlifecyclelistener 代表的是具體的觀察者，它實現了 lifecyclelistener 介面的方法，就是這個具體的觀察者具體的實現方式。lifecycle 介面代表的是抽象主題，它定義了管理觀察者的方法和它要所做的其它方法。而 standardserver 代表的是具體主題，它實現了抽象主題的所有方法。這裡 tomcat 對觀察者做了擴充套件，增加了另外兩個類：lifecyclesupport、lifecycleevent，它們作為輔助類擴充套件了觀察者的功能。lifecycleevent 使得可以定義事件類別，不同的事件可區別處理，更加靈活。lifecyclesupport 類**了主題對多觀察者的管理，將這個管理抽出來統一實現，以後如果修改只要修改 lifecyclesupport 類就可以了，不需要去修改所有具體主題，因為所有具體主題的對觀察者的操作都被**給 lifecyclesupport 類了。這可以認為是觀察者模式的改進版。

lifecyclesupport 呼叫觀察者的方法**如下：

清單 1. lifecyclesupport 中的 firelifecycleevent 方法

public void firelifecycleevent(string type, object data) 
for (int i = 0; i < interested.length; i++)
interested[i].lifecycleevent(event);
}

主題是怎麼通知觀察者呢？看下面**：

清單 2. 容器中的 start 方法

public void start() throws lifecycleexception 
}lifecycle.firelifecycleevent(after_start_event, null);
}

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命令設計模式

前面把 tomcat 中兩個核心元件 connector 和 container，比作一對夫妻。男的將接受過來的請求以命令的方式交給女主人。對應到 connector 和 container，connector 也是通過命令模式呼叫 container 的。

命令模式的原理

命令模式主要作用就是封裝命令，把發出命令的責任和執行命令的責任分開。也是一種功能的分工。不同的模組可以對同乙個命令做出不同解釋。

下面是命令模式通常包含下面幾個角色：

tomcat 中的命令模式的示例

tomcat 中命令模式在 connector 和 container 元件之間有體現，tomcat 作為乙個應用伺服器，無疑會接受到很多請求，如何分配和執行這些請求是必須的功能。

下面看一下 tomcat 是如何實現命令模式的，下面是 tomcat 命令模式的結構圖：

圖 4. tomcat 命令模式的結構圖

connector 作為抽象請求者，httpconnector 作為具體請求者。httpprocessor 作為命令。container 作為命令的抽象接受者，containerbase 作為具體的接受者。客戶端就是應用伺服器 server 元件了。server 首先建立命令請求者 httpconnector 物件，然後建立命令 httpprocessor 命令物件。再把命令物件交給命令接受者 containerbase 容器來處理命令。命令的最終是被 tomcat 的 container 執行的。命令可以以佇列的方式進來，container 也可以以不同的方式來處理請求，如 http1.0 協議和 http1.1 的處理方式就會不同。

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責任鏈模式

tomcat 中乙個最容易發現的設計模式就是責任鏈模式，這個設計模式也是 tomcat 中 container 設計的基礎，整個容器的就是通過乙個鏈連線在一起，這個鏈一直將請求正確的傳遞給最終處理請求的那個 servlet。

責任鏈模式的原理

責任鏈模式，就是很多物件有每個物件對其下家的引用而連線起來形成一條鏈，請求在這條鏈上傳遞，直到鏈上的某個物件處理此請求，或者每個物件都可以處理請求，並傳給下一家，直到最終鏈上每個物件都處理完。這樣可以不影響客戶端而能夠在鏈上增加任意的處理節點。

通常責任鏈模式包含下面幾個角色：

tomcat 中責任鏈模式示例

tomcat 中責任鏈模式的類結構圖如下：

圖 5. tomcat 責任鏈模式的結構圖

上圖基本描述了四個子容器使用責任鏈模式的類結構圖，對應的責任鏈模式的角色，container 扮演抽象處理者角色，具體處理者由 standardengine 等子容器扮演。與標準的責任鏈不同的是，這裡引入了 pipeline 和 valve 介面。他們有什麼作用呢？

實際上 pipeline 和 valve 是擴充套件了這個鏈的功能，使得在鏈往下傳遞過程中，能夠接受外界的干預。pipeline 就是連線每個子容器的管子，裡面傳遞的 request 和 response 物件好比管子裡流的水，而 valve 就是這個管子上開的乙個個小口子，讓你有機會能夠接觸到裡面的水，做一些額外的事情。

為了防止水被引出來而不能流到下乙個容器中，每一段管子最後總有乙個節點保證它一定能流到下乙個子容器，所以每個容器都有乙個 standard***valve。只要涉及到這種有鏈式是處理流程這是乙個非常值得借鑑的模式。

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