装饰Servlet Request对象

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英文原文地址：
http://dev2dev.bea.com/pub/a/2005/05/decorators.html

中文地址
http://www.matrix.org.cn/resource/article/43/43603_Servlet_Request.html

关键词：Servlet Requestfilter Decorator

摘要
装饰模式是Erich Gamma等人所著的《设计模式：可利用面向对象软件的基础》一书中众多模式之一。一般来说，此模式在设计Swing的程序员中比较流行，他们用它来改进软件。今天，即使有许多程序是基于Web应用的，装饰模式仍有用武之地，在J2EE的环境下也有使用的价值。
本文说明了如何将装饰模式应用到servlet request对象上。首先，提出了一个与servlet filter有关的问题，并解释了随之而引入的装饰模式。然后，讨论了如何在servlet环境下使用此模式，并列出了使用此模式的几个比较有名的基于servlet的项目。最后，文章通过实现一个删除空白符的filter例子，演示了装饰模式在servlet中的使用。

简介
Servlet规范中所引入的filter令人心动不已，因为它引入了一个功能强大的拦截模式。Filter是这样一种Java对象，它能在request到达servlet的服务方法之前拦截HttpServletRequest对象，而在服务方法转移控制后又能拦截HttpServletResponse对象。你可以使用filter来实现特定的任务，比如验证用户输入，以及压缩web内容。但你拟富有成效地使用过滤器的念头却被你不能改变HttpServletRequest对象的参数的现实扫了兴，因为java.util.Map所包装的HttpServletRequest对象的参数是不可改变的。这极大地缩减了filter的应用范围。至少在一半的时间里，你希望可以改变准备传送给filter的对象。如果在HttpServletRequest对象到达Struts的action servlet之前，我们可以通过一个filter将用户输入的多余空格去掉，难道不是更美妙吗？这样的话，你就不必等到在Struts的action表单验证方法中才进行这项工作了。
幸运的是，尽管你不能改变不变对象本身，但你却可以通过使用装饰模式来改变其状态。

装饰模式
在继承中，你可以通过继承一个父类并覆盖你希望改变的方法来改变对象状态。然而，如果这个对象是由程序的另一个子模块，例如对象工厂 (这里所说的工厂是工厂模式中的术语，下同。译者注) 或是servlet容器所产生的，继承就无能为力了。
装饰模式可用来增加一个现有对象的功能，或是改变其状态。与其使用继承方式来扩展此类，这个模式将一个对象包装成另外一个对象。图1是装饰模式的UML类图。

图1：装饰模式

在图1中，Component是一个接口，其具体实现是ConcreteComponent。要改变Component的状态，你可以修改ConcreteComponent或是扩展它 (通过继承或实现接口的方式，译者注)。然而，如果ConcreteComponent来自于一个工厂，你却无计可施。你所能做的，就是创建一个同为实现了Component接口的装饰类。在图1中，这个装饰类的角色就由Decorator来扮演，在程序中通常表现为接口或抽象类。Decorator类的一个特性就是，它有一个接收Component对象的构造方法。你将拟装饰的对象传递给这个构造方法。在本例中，这个对象就是从工厂获得的ConcreteComponent对象。通过将此装饰对象传递给Decorator的一个类变量，你可以访问Decorator中的任何方法。这就使你得以改变对象的状态了。
图1中的Decorator类不一定是接口或抽象类。如果你的程序不是很复杂，你可以将其转化为一个具体的Decorator类。
举个例子，考虑这样一个简单的消息传递程序，其主要部分是Messenger接口及其实现类MessengerImpl。让我们假设MessengerImpl对象来自于一个工厂，因此你不能改变其状态。如果你准备增加或改变Messenger对象的功能，你可以创建一个MessengerDecorator类。图2是此例子的类图。

图2：Messenger装饰类

我们来看程序的代码。列表1给出了Messenger接口的代码，列表2是MessengerImpl类的代码。

列表1：Messenger接口

public interface Messenger {
public String getMessage();
}

列表2：MessengerImpl类

public class MessengerImpl implements Messenger {
private String message;
public MessengerImpl(String message) {
this.message = message;
}
public String getMessage() {
return message;
}
}

Messenger对象由一个名为MessengerFactory的工厂创建，如列表3所示。

列表3：MessengerFactory类

public class MessengerFactory {
public static Messenger getMessenger() {
return new MessengerImpl("secrets");
}
}

对每一个所创建的Messenger对象，此工厂通过某个未知的操作，初始化了getMessage()方法所返回的字符串。换句话说，你不能自己创建Messenger对象。
在程序中，Messenger对象的主要用途是被传递给一个名为Util的类中的broadcast()静态方法。列表4是Util类的代码。

列表4：Util类

public class Util {
public static void broadcast(Messenger messenger) {
System.out.print(messenger.getMessage());
}

// other methods here
}

在你自己的类中，你可能会有这样的代码：

Messenger messenger = MessengerFactory.getMessenger();
Util.broadcast(messenger);

假设你希望对broadcast()方法所打印出的消息做一小改动。你拟将其转为大写，怎么做？表面上看，你可以继承Messenger，实例化其子类，并将返回的对象传给Util.broadcast()。但是，这种做法毫无意义，因为只有工厂才知道如何初始化Messenger对象，并通过其getMessage()方法返回正确的值。
使用装饰模式，你可以创建一个MessengerDecorator类，如列表5所示。

列表5：MessengerDecorator类

public class MessengerDecorator implements Messenger {
private Messenger messenger;
public MessengerDecorator(Messenger messenger) {
this.messenger = messenger;
}
public String getMessage() {
return messenger.getMessage().toUpperCase();
}
}

因为MessengerDecorator实现了Messenger，Util.broadcast()将接受一个MessengerDecorator的实例。然而，MessengerDecorator不仅仅是一个接口的实现，它还是一个MessengerImpl对象的装饰器。正因如此，MessengerDecorator就必须有一个接收拟被装饰的Messenger对象的构造方法。
如列表5所示，这个构造方法将参数传给变量。你现在可以覆盖MessengerDecorator中的getMessage()方法，以便将消息转为大写后再打印出来。因为你持有原来Messenger对象的引用，你可以这样写getMessage()方法：

public String getMessage() {
return this.messenger.getMessage().toUpperCase();
}

MessengerDecorator中的getMessage()方法返回原始消息的大写版本。
在你的类中，就像往常一样，你得到一个Messenger对象，并将Decorator传给Util.broadcast()。

Messenger messenger = factory.getMessenger();
Util.broadcast(new MessengerDecorator(messenger));

你并不将原始对象传给原先的目标，相反，你将其传给了该对象的装饰器。

应用装饰模式于Servlet
以上Messenger类的例子与servlet容器所构造的ServletRequest对象是一样的。当收到一个HTTP请求时，servlet容器就会创建ServletRequest对象及ServletResponse对象（分别是ServletRequestImpl及ServletResponseImpl的实例），并将这两个对象传递给特定的servlet服务方法。现在，如果你为ServletRequest创建一个装饰角色，并将其传给servlet服务方法，你就应用了装饰模式。
对ServletRequest很容易应用装饰模式，因为servlet API已经为其提供了一个包装类：ServletRequestWrapper。图3是一个servlet装饰模式的类图。

图3：Servlet API中的装饰模式

图3中的HTTP版本的类图如图4所示。别为过多的类搞晕了头，只管注意虚线框中的三个类就行了：HttpServletRequest, HttpServletRequestImpl, HttpServletRequestWrapper。

图4：Servlet API (HTTP)的装饰模式

情况与前面所举例子类似。你拥有一个ServletRequest的实现，而它是由servlet容器产生的。你可以使用所提供的ServletRequestWrapper来装饰这些ServletRequest对象。
这个模式很简单，在实际应用中可以派上用场。实际上，一些很有名的应用就使用了此模式。这些应用包括：
Struts - Struts是当前开发Java Web应用最受欢迎的基于MVC(模型-视图-控制)模式的框架。Struts提供了相当于ServletRequest包装类的org.apache.struts.upload.MultipartRequestWrapper类。 MultipartRequestWrapper覆盖了getParameter()，getParameterNames()，及getParameterValues()等方法来实现文件上传。
Apache Beehive ?C 这个源于BEA的WebLogic专题小组的开源项目，构建于Struts之上，并简化了web应用及web服务的开发。与ServletRequest包装类一样，org.apache.beehive.netui.pageflow.internal包中的PageFlowRequestWrapper类有助于任意Apache Beehive应用的页流处理。
现在，让我们来看看，如何编写自己的HttpServletRequest装饰类。

一个删除空白字符的Filter
本节将以上的理论投入实际使用，通过实现一个删除空白字符的filter，来演示如何使用javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper类来装饰HttpServletRequest对象。在本例中，这个filter将删除所传来的参数中多余的空白字符。
这在许多servlet/JSP应用中是很有用的，包括Struts及JavaServer Faces等应用。例如，Struts通过调用HttpServletRequest对象的getParameterValues()对象来处理action表单。通过覆盖装饰类中此方法，你可以改变当前HttpServletRequest对象的状态。
要创建HttpServletRequest的装饰类，你需要继承HttpServletRequestWrapper并且覆盖你希望改变的方法。列表5中，MyRequestWrapper类将删除getParameterValues()方法返回值的多余空白字符。

列表5：HttpServerletRequest装饰类

package trimmer.filter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;

public final class MyRequestWrapper extends
HttpServletRequestWrapper {
public MyRequestWrapper(HttpServletRequest servletRequest) {
super(servletRequest);
}

public String[] getParameterValues(String parameter) {
String[] results = super.getParameterValues(parameter);
if (results==null)
return null;
int count = results.length;

String[] trimResults = new String[count];
for (int i=0; i<count; i++) {
trimResults = results[i].trim();
}
return trimResults;
}
}

列表6演示了如何载获Http请求并装饰HttpServletRequest对象。

[i]列表6：删除空白符的filter

列表6演示了如何载获Http请求并装饰HttpServletRequest对象。

[i]列表6：删除空白符的filter

package trimmer.filter;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

public class MyFilter implements Filter {
private FilterConfig filterConfig;

public void init(FilterConfig filterConfig) throws
ServletException {
System.out.println("Filter initialized");
this.filterConfig = filterConfig;
}

public void destroy() {
System.out.println("Filter destroyed");
this.filterConfig = null;
}

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
chain.doFilter( new MyRequestWrapper((HttpServletRequest) request), response);
}
}

这个程序使用了列表6所示的filter来修整用户输入。要使用这个filter，你需要在web.xml文件中如下设置filter及filter-mapping的元素。

<filter>
<filter-name>TrimmerFilter</filter-name>
<filter-class>trimmer.filter.MyFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>TrimmerFilter</filter-name>
<url-pattern>*.do</url-pattern>
</filter-mapping>

要测试这个filter，启动这个应用后，在表单中输入一些值，提交表单，看看这个filter是如何修整输入数值的。这是一个实用的装饰模式的应用。

小结
Servlet filter可以在调用一个servlet的服务方法后，拦载或加工HTTP请求。尽管这非常诱人，但其实际使用却有所限制，因为你不能改变HttpServletRequest对象。
这时候装饰模式派上了用场。本文演示了如何通过应用装饰模式来“修改”HttpServletRequest对象，从而使你的servlet filter更加有用。在上面filter例子中，filter改了request参数中的用户输入，而这一点，如果没有装饰request对象，你是无论如何也不可能做到的。

Budi Kurniawan是一个高级J2EE的架构师。他还是《Tomcat如何工作：教你如何开发自己的Servlet容器》 (”How Tomcat Works: A Guide to Developing Your Own Servlet Container”) 以及《Struts设计与编程指南》(”Struts Design and Programming :A Tutorial”) 这两本书的作者，它们均由BrainySoftwar.com出版。

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