過濾器與裝飾模式
裝飾（Decorator）模式是動(dòng)態(tài)給一個(gè)對象添加一些額外的職責(zé)，或者說改變這個(gè)對象的一些行為。這就類似于使用油漆為某個(gè)東西刷上油漆，在原來的對象表面增加了一層外衣。
在裝飾模式中，有兩個(gè)主要角色：一個(gè)是被刷油漆的對象（decoratee）；另外一個(gè)是給decoratee刷油漆的對象（decorator）。這兩個(gè)對象都繼承同一個(gè)接口。
首先舉一個(gè)簡單例子來說明什么是裝飾模式。
先創(chuàng)建一個(gè)接口：
public interface Work
{
public void insert();
}
這是一種打樁工作的抽象接口，動(dòng)作insert表示插入，那么插入什么？下面這個(gè)實(shí)現(xiàn)表示方形木樁的插入：
public class SquarePeg implements Work{
public void insert(){
System.out.println("方形樁插入");
}
}
本來這樣也許就可以滿足打樁的工作需要，但是有可能土質(zhì)很硬，在插入方形樁之前先要打一個(gè)洞，那么又將如何實(shí)現(xiàn)？可以編制一個(gè)Decorator類，同樣繼承Work接口，但是在實(shí)現(xiàn)insert方法時(shí)有些特別：
public class Decorator implements Work{
private Work work;
//額外增加的功能被打包在這個(gè)List中
private ArrayList others = new ArrayList();
public Decorator(Work work)
{
this.work=work;
others.add("打洞"); //準(zhǔn)備好額外的功能
}
public void insert(){
otherMethod();
work.insert();
}
public void otherMethod()
{
ListIterator listIterator = others.listIterator();
while (listIterator.hasNext())
{
System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在進(jìn)行");
}
}
}
在Decorator的方法insert中先執(zhí)行otherMethod()方法，然后才實(shí)現(xiàn)SquarePeg的insert方法。油漆工Decorator給被油漆者SquarePeg添加了新的行為——打洞。具體客戶端調(diào)用如下：
Work squarePeg ＝ new SquarePeg();
Work decorator = new Decorator(squarePeg);
decorator.insert();
本例中只添加了一個(gè)新的行為（打洞），如果還有很多類似的行為，那么使用裝飾模式的優(yōu)點(diǎn)就體現(xiàn)出來了。因?yàn)榭梢酝ㄟ^另外一個(gè)角度（如組織新的油漆工實(shí)現(xiàn)子類）來對這些行為進(jìn)行混合和匹配，這樣就不必為每個(gè)行為創(chuàng)建一個(gè)類，從而減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
使用裝飾模式可以避免在被油漆對象decoratee中包裝很多動(dòng)態(tài)的，可能需要也可能不需要的功能，只要在系統(tǒng)真正運(yùn)行時(shí)，通過油漆工decorator來檢查那些需要加載的功能，實(shí)行動(dòng)態(tài)加載。
Jive論壇實(shí)現(xiàn)了信息過濾功能。例如可以將帖子內(nèi)容中的HTML語句過濾掉；可以將帖子內(nèi)容中Java代碼以特別格式顯示等。這些過濾功能有很多，在實(shí)際使用時(shí)不一定都需要，是由實(shí)際情況選擇的。例如有的論壇就不需要將帖子內(nèi)容的HTML語句過濾掉，選擇哪些過濾功能是由論壇管理者具體動(dòng)態(tài)決定的。而且新的過濾功能可能隨時(shí)可以定制開發(fā)出來，如果試圖強(qiáng)行建立一種接口包含所有過濾行為，那么到時(shí)有新過濾功能加入時(shí)，還需要改變接口代碼，真是一種危險(xiǎn)的行為。
裝飾模式可以解決這種運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)增加功能的問題，且看看Jive是如何實(shí)現(xiàn)的。
前面討論過，在Jive中，有主要幾個(gè)對象ForumFactory、Forum以及ForumThread和ForumMessage，它們之間的關(guān)系如圖3-2所示。因此帖子內(nèi)容ForumMessage對象的獲得是從其上級(jí)FroumThread的方法getMessage中獲取，但是在實(shí)際代碼中，F(xiàn)orumThread的方法getMessage委托ForumFactory來獲取ForumMessage對象。看看ForumThread的子類DbForumThread的getMessage代碼：
public ForumMessage getMessage(long messageID)
throws ForumMessageNotFoundException
{
return factory.getMessage(messageID, this.id, forumID);
}
這是一種奇怪的委托，大概是因?yàn)樾枰紤]到過濾器功能有意為之吧。那就看看ForumFactory的具體實(shí)現(xiàn)子類DbForumFactory的getMessage功能，getMessage是將數(shù)據(jù)庫中的ForumMessage對象經(jīng)由過濾器過濾一遍后輸出（注：因?yàn)樵瓉淼腏ive的getMessage代碼考慮到可緩存或不可緩存的過濾，比較復(fù)雜，實(shí)際過濾功能都是可以緩存的，因此精簡如下）。
protected ForumMessage getMessage(long messageID, long threadID, long forumID)
throws ForumMessageNotFoundException
{
DbForumMessage message = cacheManager.messageCache.get(messageID);
// Do a security check to make sure the message comes from the thread.
if (message.threadID != threadID) {
throw new ForumMessageNotFoundException();
}
ForumMessage filterMessage = null;
try {
// 應(yīng)用全局過濾器
filterMessage = filterManager.applyFilters(message);
Forum forum = getForum(forumID);
//應(yīng)用本論壇過濾器
filterMessage = forum.getFilterManager().applyFilters(filterMessage);
}
catch (Exception e) { }
return filterMessage;
}
上面代碼實(shí)際是裝飾模式的客戶端調(diào)用代碼，DbForumMessage 的實(shí)例message是被油漆者decoratee。通過filterManager 或forum.getFilterManager()的applyFilter方法，將message實(shí)行了所有的過濾功能。這就類似前面示例的下列語句：
Work decorator = new Decorator(squarePeg);
forum.getFilterManager()是從數(shù)據(jù)庫中獲取當(dāng)前配置的所有過濾器類。每個(gè)Forum都有一套自己的過濾器類，這是通過下列語句實(shí)現(xiàn)的：
FilterManager filterManager = new DbFilterManager();
在DbFilterManager 的類變量ForumMessageFilter [] filters中保存著所有的過濾器，applyFilters方法實(shí)行過濾如下：
public ForumMessage applyFilters(ForumMessage message) {
for (int i=0; i < filters.length; i++) {
if (filters[i] != null) {
message = filters[i].clone(message);
}
}
return message;
}
而ForumMessageFilter是ForumMessage的另外一個(gè)子類，被油漆者DbForumMessage通過油漆工ForumMessageFilter增加了一些新的行為和功能（過濾）
這就組成了一個(gè)稍微復(fù)雜一點(diǎn)的裝飾模式。HTMLFilter實(shí)現(xiàn)了HTML代碼過濾功能，而JavaCodeHighLighter實(shí)現(xiàn)了Java代碼過濾功能，HTMLFilter代碼如下：
public class HTMLFilter extends ForumMessageFilter {
public ForumMessageFilter clone(ForumMessage message){
HTMLFilter filter = new HTMLFilter();
filter.message = message;
return filter;
}
public boolean isCacheable() {
return true;
}
public String getSubject() {
return StringUtils.escapeHTMLTags(message.getSubject());
}}
主題監(jiān)測與觀察者模式
觀察者（Observer）模式是定義對象之間一對多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)被觀察的對象發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對象都會(huì)得到通知并采取相應(yīng)行為。
使用觀察者模式的優(yōu)點(diǎn)是將被觀察者和觀察者解耦，從而可以不影響被觀察者繼續(xù)自己的行為動(dòng)作。觀察者模式適合應(yīng)用于一些“事件觸發(fā)”場合。
在Jive中，用戶也許會(huì)對某個(gè)主題感興趣，希望關(guān)于此主題發(fā)生的任何新的討論能通過電子郵件通知他，因此他訂閱監(jiān)視了這個(gè)主題。因?yàn)檫@個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)會(huì)引入電子郵件的發(fā)送。在前面章節(jié)已經(jīng)討論了電子郵件發(fā)送有可能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)原因延遲，如果在有人回復(fù)這個(gè)主題時(shí)，立即進(jìn)行電子郵件發(fā)送，通知所有訂閱該主題的用戶。那么該用戶可能等待很長時(shí)間得不到正常回應(yīng)。
使用觀察者模式，可以通過觸發(fā)一個(gè)觀察者，由觀察者通過另外線程來實(shí)施郵件發(fā)送，而被觀察者發(fā)出觸發(fā)通知后，可以繼續(xù)自己原來的邏輯行為。
看看Jive的WatchManager類：
public interface WatchManager {
//正常監(jiān)察類型，用戶在這個(gè)主題更新后再次訪問時(shí)，會(huì)明顯地發(fā)現(xiàn)
public static final int NORMAL_WATCH = 0;
// 當(dāng)主題變化時(shí)，通過電子郵件通知用戶
public static final int EMAIL_NOTIFY_WATCH = 1;
//設(shè)置一個(gè)主題被觀察的時(shí)間，默認(rèn)為30天
public void setDeleteDays(int deleteDays) throws UnauthorizedException;
public int getDeleteDays();
//是否激活了E-mail提醒
public boolean isEmailNotifyEnabled() throws UnauthorizedException;
public void setEmailNotifyEnabled(boolean enabled) throws UnauthorizedException;
//保存E-mail的內(nèi)容
public String getEmailBody() throws UnauthorizedException;
public void setEmailBody(String body) throws UnauthorizedException;
//保存E-mail的主題
public String getEmailSubject() throws UnauthorizedException;
public void setEmailSubject(String subject) throws UnauthorizedException;
…
//為某個(gè)主題創(chuàng)建一個(gè)觀察者
public void createWatch(User user, ForumThread thread, int watchType)
throws UnauthorizedException;
//刪除某個(gè)主題的觀察者
public void deleteWatch(User user, ForumThread thread, int watchType)
//得到一個(gè)主題的所有觀察者
public Iterator getWatchedForumThreads(User user, int watchType)
throws UnauthorizedException;
//判斷一個(gè)用戶是否在觀察監(jiān)視該主題
public boolean isWatchedThread(User user, ForumThread thread, int watchType)
throws UnauthorizedException;
…
}
DbWatchManager是WatchManager的一個(gè)子類，通過數(shù)據(jù)庫保存著有關(guān)某個(gè)主題被哪些用戶監(jiān)視等數(shù)據(jù)資料。WatchManager對象是隨同 DbForumFactory()一起生成的。
在DbWatchManager中有一個(gè)WatchManager沒有的很重要的方法——通知方法：
protected void notifyWatches(ForumThread thread) {
//If watches are turned on.
if (!emailNotifyEnabled) {
return;
}
//通知所有觀察這個(gè)主題的用戶
EmailWatchUpdateTask task = new EmailWatchUpdateTask(this, factory, thread);
TaskEngine.addTask(task);
}
這個(gè)方法用來觸發(fā)所有有關(guān)這個(gè)主題的監(jiān)視或訂閱用戶，以E-mail發(fā)送提醒他們。那么這個(gè)通知方法本身又是如何被觸發(fā)的？從功能上分析，應(yīng)該是在發(fā)表新帖子時(shí)觸發(fā)。
在DbForumThread的addMessage的最后一行有一句：
factory.watchManager.notifyWatches(this);
這其實(shí)是調(diào)用了DbWatchManager的notifyWatches方法，因此確實(shí)是在增加新帖子時(shí)觸發(fā)了該帖子的所有觀察者。
notifyWatches方法中在執(zhí)行E-mail通知用戶時(shí)，使用了TaskEngine來執(zhí)行E-mail發(fā)送。E-mailWatchUpdateTask是一個(gè)線程類，而TaskEngine是線程任務(wù)管理器，專門按要求啟動(dòng)如E-mailWatchUpdateTask這樣的任務(wù)線程。其實(shí)TaskEngine是一個(gè)簡單的線程池，它不斷通過查詢Queue是否有可運(yùn)行的線程，如果有就直接運(yùn)行線程。
在DbForumThread的addMessage的最后一行有一句：
factory.watchManager.notifyWatches(this);
這其實(shí)是調(diào)用了DbWatchManager的notifyWatches方法，因此確實(shí)是在增加新帖子時(shí)觸發(fā)了該帖子的所有觀察者。
notifyWatches方法中在執(zhí)行E-mail通知用戶時(shí)，使用了TaskEngine來執(zhí)行E-mail發(fā)送。E-mailWatchUpdateTask是一個(gè)線程類，而TaskEngine是線程任務(wù)管理器，專門按要求啟動(dòng)如E-mailWatchUpdateTask這樣的任務(wù)線程。其實(shí)TaskEngine是一個(gè)簡單的線程池，它不斷通過查詢Queue是否有可運(yùn)行的線程，如果有就直接運(yùn)行線程。
public class TaskEngine {
//任務(wù)列表
private static LinkedList taskList = null;
//工作數(shù)組
private static Thread[] workers = null;
private static Timer taskTimer = null;
private static Object lock = new Object();
static {
//根據(jù)配置文件初始化任務(wù)啟動(dòng)時(shí)間
taskTimer = new Timer(true);
// 默認(rèn)使用7個(gè)線程來裝載啟動(dòng)任務(wù)
workers = new Thread[7];
taskList = new LinkedList();
for (int i=0; i<workers.length; i++) {
// TaskEngineWorker是個(gè)簡單的線程類
TaskEngineWorker worker = new TaskEngineWorker();
workers[i] = new Thread(worker);
workers[i].setDaemon(true);
workers[i].start(); //啟動(dòng)TaskEngineWorker這個(gè)線程
}
}
//TaskEngineWorker內(nèi)部類
private static class TaskEngineWorker implements Runnable {
private boolean done = false;
public void run() {
while (!done) {
//運(yùn)行nextTask方法
nextTask().run();
}
} }
// nextTask()返回的是一個(gè)可運(yùn)行線程，是任務(wù)列表Queue的一個(gè)讀取者
private static Runnable nextTask() {
synchronized(lock) {
// 如果沒有任務(wù)，就鎖定在這里
while (taskList.isEmpty()) {
try {
lock.wait(); //等待解鎖
} catch (InterruptedException ie) { }
}
//從任務(wù)列表中取出第一個(gè)任務(wù)線程
return (Runnable)taskList.removeLast();
}
}
public static void addTask(Runnable r) {
addTask(r, Thread.NORM_PRIORITY);
}
//這是任務(wù)列表Queue的生產(chǎn)者
public static void addTask(Runnable task, int priority) {
synchronized(lock) {
taskList.addFirst(task);
//提醒所有鎖在lock這里的線程可以運(yùn)行了
//這是線程的互相通知機(jī)制，可參考線程參考資料
lock.notifyAll();
}
}
…
}
在TaskEngine中啟動(dòng)設(shè)置了一個(gè)消息管道Queue和兩個(gè)線程。一個(gè)線程是負(fù)責(zé)向Queue里放入Object，可謂是消息的生產(chǎn)者；而另外一個(gè)線程負(fù)責(zé)從Queue中取出Object，如果Queue中沒有Object，那它就鎖定（Block）在那里，直到Queue中有Object，因?yàn)檫@些Object本身也是線程，因此它取出后就直接運(yùn)行它們。
這個(gè)TaskEngine建立的模型非常類似JMS（Java消息系統(tǒng)），雖然它們功能類似，但不同的是：JMS是一個(gè)分布式消息發(fā)布機(jī)制，可以在多臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行，處理能力要強(qiáng)大得多。而TaskEngine由于基于線程基礎(chǔ)，因此不能跨JVM實(shí)現(xiàn)。可以說TaskEngine是一個(gè)微觀組件，而JMS則是一個(gè)宏觀架構(gòu)系統(tǒng)。JMS相關(guān)討論將在后面章節(jié)進(jìn)行
以上討論了Jive系統(tǒng)中觀察者模式的實(shí)現(xiàn)，Jive使用線程比較基礎(chǔ)的概念實(shí)現(xiàn)了觀察者模式，當(dāng)然有助于了解J2EE很多底層的基礎(chǔ)知識(shí)，整個(gè)Web容器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)就是基于線程池原理建立的。
Java的JDK則提供了比較方便的觀察者模式API——java.util.Observable和java.util.Observer，它們的用戶非常簡單，只要被觀察者繼承Observable，然后使用下列語句設(shè)置觀察點(diǎn)：
setChanged();
notifyObservers(name); //一旦執(zhí)行本代碼，就觸發(fā)觀察者了
而觀察者只要實(shí)現(xiàn)Observer接口，并實(shí)現(xiàn)update方法，在update方法中將被觀察者觸發(fā)后傳來的object進(jìn)行處理。舉例如下：
網(wǎng)上商店中商品價(jià)格可能發(fā)生變化，如果需要在價(jià)格變化時(shí)，首頁能夠自動(dòng)顯示這些降價(jià)產(chǎn)品，那么使用觀察者模式將方便得多。首先，商品是一個(gè)被觀察者：
public class product extends Observable{
private float price;
public float getPrice(){ return price;}
public void setPrice(){
this.price=price;
//商品價(jià)格發(fā)生變化，觸發(fā)觀察者
setChanged();
notifyObservers(new Float(price));
}
}
價(jià)格觀察者實(shí)現(xiàn)observer接口：
public class PriceObserver implements Observer{
private float price=0;
public void update(Observable obj,Object arg){
if (arg instanceof Float){
price=((Float)arg).floatValue();
System.out.println("PriceObserver :price changet to "+price);
}
}
}
這樣，一個(gè)簡單的觀察者模式就成功了