通过监听与过滤器模式使用来体会java中对象关系

    作为面向对象的语句，java的三大基本特性:封装、继承、多态。但随着做的系统越来越复杂，发现组织对象之间的关系是更重要的技能。spring我认为IOC容器的好处之一就是方便的组织系统中的对象关系。
    感觉用java后,有了一个模仿现实世界，来组织软件系统的方式。越来越感觉软件设计如同生活场景设计有相似之处。想到一句话，人的本质是一切社会关系的总和。正好也体会到，组织好系统中对象的各种关系是非常重要的，甚至我认为一个系统中，关系是最主要的。了解了对象的关系，系统就明白了。

    先从简单的监听模式，来引入对象之间的关系。再介绍一下最近改造一个系统，所使用到的filterchain模式来，进一步介绍我是如何思考对象之间的关系的。

一、监听器模式
    为什么说监听？监听很好体现了关系这一点，很多书介绍模式都比较简单。

    这是非常常见的设计模式。比如Web开发，可以监听web容器启动，可以监听session事件等等。事件源注册监听器之后（可以是多个，放在自己的容器中），当事件源触发事件，每个监听器就可以得到消息对象进行自己的处理；更形象地说，监听者模式是基于：注册-回调的事件/消息通知处理模式，就是被监控者将消息通知给所有监控者。




如上图所示:
会议作为被监听者，一般是单例模式，想监听的就可以方便的找到它的实例。
会议内有一个容器，放着监听者（它们都实现相同的接口），接口由会议提供。
会议发生了事件，就循环容器，按接口调用一个个监听者的接口方法即可。

监听者都实现了公共的接口。

这个模式很简单，接下来扩展一下，有对象产生监听器，来稍微复杂一点的。

二、带有复杂的引用关系监听
    来一个复杂的场景吧，比如：局长安排秘书监听一个会议，会议结束了秘书直接通知处长办理（秘书不认识处长，局长给秘书一个电话号码），处长办理好了汇报给局长。

    1.会议是被监听的对象，类似于服务端，不依赖监听者。比如你自己的代码会监听spring容器的启动，比如监听TCP通讯的事件。被监听的对象，比如会议，通常提供这个接口，另外会提供一个容器，放置监听者。被监听的对象通常是一个单例，用静态的getInstance就可以找到。监听者可以方便的找到被监听的对象。监听者可以受人指使去监听，可以自己就想去听。

• 1.new秘书设置给自己引用
• 2.new处长设置给自己引用，由于把this传入，并让处长记住自己，内部再调用处长的设置局长的方法。
• 3.派秘书参会，由于秘书并没有自己的引用，这样参加好，回调时，秘书无法汇报给局长。
• 4.派秘书参会，把自己引用的处长设置进去，这样，秘书开好会，可以转达处长，处长由于前面设置了局长的引用，处长办好事可以汇报给局长了。

    2.局长new一个秘书，再new一个处长同时把自己this注入给处长，并调用处长的设置局长的方法。这样会相互持有，new秘书时没有注入this，只是单向引用。关系见上图右下角中圈中的表示。

    3.秘书对象必须实现一个会议的接口，同时局长一定有一个方法，把处长设置让秘书持有，这样秘书监听到事件通知处长。局长先知道有这个会，所以会调用会议的方法，把秘书放置到会议容器中去。

    4.一旦会议结束了，会议从自己的容器中取出秘书，并调用秘书实现的接口方法。秘书持有处长引用，在接口方法中调用处长的方法，处长肯定有一个汇报方法，向自己持有的局长对象汇报工作。

    特意没有让秘书持有局长的引用。这样场景类似于局长刚有了一个秘书，通知他去开个会，只告诉了处长的联系方式(设置处长给秘书)，让他开好会后，把会议要求告诉处长。但局长没给秘书自己的手机号。假如生活中，秘书手机丢了，会开好发现找不到处长了，处长引用是空值，而且又没有持有局长的引用，这下监听接口就调用失败了。


三、filterchain中对象及引用关系设计

    过滤链模式正好最近在项目中使用。也因为Web应用中大家用filter很常见，所以我叫此模式为过滤链。另外在druid的源码中也看到过这个模式，druid是阿里面向监控的连接池工具。它包装了所有的数据库连接中的对象，内部引用代理对象，这样有了代理，就在原来所有的数据库对象操作中，都强行插入自己的过滤器，过滤后再执行真正引用的原始对象。

    另外，我设计系统中对象时，对象基本上分为两种：“配置对象”与“业务对象”。当然，这是相对的，配置对象有时也可能是业务对象，特别是在后台管理系统中。“配置对象”之间的引用是设计的重点。

    用“铁打的营盘流水的兵”来比喻，铁打的营盘就是“配置对象”，没业务之前我先建一个营盘，内部有各机关，部门。兵就是“业务对象”，在营盘中不断接收、使用、送别士兵。与软件系统对应的是，营盘对象一盘都是singleton对象，营盘中的对象很多都是相互引用的，不过为了不太乱，还是要分类别，加容器中管理。如果职能部门的人员要组织在不同的部门一样。软件的设计与生活中的设计是多少有相似性啊。
    而兵都是一个个new出来的，是被营盘处理的对象，通常来自外部的请求。营盘对象一般一直存在于内存中（从配置表或者配置文件加载），速度快，而发生变化的情况少。兵是从外部产生的，在内存中处理好后，就消失（比如持久化到数据库）。生活中，学校里的机构与老师都是配置对象，学生是业务对象。医院里的机构与医生是配置对象，病人是业务对象。

    回到过滤链模式中，先用生活中这样的模式举例。比如体检，给每一个受检人员的单据就是过滤链filterChain实例（兵），每个检查的科室就是过滤器filter（营盘），到一个科室，你把单据给医生处理，处理好，你就做下一项。可以看到单据是轻量的业务对象，科室是重量级的配置对象。科室不持有单据对象，而是每次收到进行处理，处理好就结束了。

    再回到web应用中的filter，doFilter就是过滤器中要实现的方法。
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) 从中可以看到，这三个参数都是外部传入的业务对象，每一个外部的请求，这三个都是不同的实例。配置对象一般不持有业务对象，而是传过来，处理好就结束了。在doFilter中，会调用传入的业务对象filterChain的doFilter方法。实现就是让单据做下一个过滤，也就是让单据做下一个体检。filterChain.doFilter(request, response);

    我们知道，单据是不可能自己做体检的，doFilter中的方法只是找到这个单据中记录的下一个科室，让这个科室真正再做doFilter。科室虽然不会持有单据，但每一个单据必须引用科室对象。通常的做法是单据引用一个医院对象，医院对象中必然有所有科室的容器。每个单据记录下自己项目的科室的索引，这样每个单据从医院对象中的科室容器中找到科室，相当于你在医院的大楼科室布局图上找到科室一样。每个单据都是一个业务对象，各不相关，也许包含的科室不一样，也许项目一样，但当前已经完成的项目不一样。比如大家一起去体检，表格都一样，有的人检查的快，有的人慢。




图中：厂房、工具间、5个标号的设备都是单例，都直接或者间接的引用着。每个业务单据上的记录都不一样，没处理过的都是00000，中间处理的可能是11000，后面都处理好的是11111。

    具体说一下我设计的系统中的对象：
首先有一个厂房，里面有容纳过滤器的MAP，都是spring加载的单例（默认都是单例），还有一个数组对应过滤器通过afterPropertiesSet加载，方便通过索引找到过滤器。

//厂房对象
@Component
public class TaskContainer implements InitializingBean {

	public Processer[] porcesser=new Processer[8];//过滤器索引-设备编号
	
	@Autowired
	private Map<String,Processer> processerMap;//所有的过滤器-厂房中的设备

	@Override
	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		//顺序排序
		porcesser[0]=processerMap.get("processerA");
		porcesser[1]=processerMap.get("processerB");
		porcesser[2]=processerMap.get("processerC");
		porcesser[3]=processerMap.get("processerD");
		porcesser[4]=processerMap.get("processerE");
		...
		...
		...//后面继续加，与数组个数一样
	}

	dealBizInfo(BizInfo bizInfo){
		ProcesserChain processerChain = new ProcesserChainImpl(TaskContainer.this, bizInfo);
		processerChain.setStartIndex(0,5);//从0开始，到5号。对应过滤器的索引号
		processerChain.processOrder();
	}
｝

    再就是厂房里的设置：过滤器。它也是单例对象，实现相同的接口，加载处理数据需要的工具对象。接口的实现中两个参数，一个是要加工的数据对象，一个是过滤链对象，这两个都是业务对象。
    厂房既然要加工数据，就有这个一个方法， 给过来的数据生成一个单据-过滤链条，主要语句有：

@Component
public class ProcesserA implements Processer{

	@Autowired
	Tools tools;//过滤器自己有的工具。各种刀枪剑戟 斧钺钩叉工具。

	@Override
	process(BizInfo bizInfo,ProcesserChain processerChain) {
		//进行自己的处理
	
		tools.deal1(bizInfo);
		tools.deal2(bizInfo);
		tools.deal3(bizInfo);
		...
		...
		...
		...
		processerChain.processOrder();//最后交给过滤链，它会用下一个过滤器处理
	}
｝

    接下就是过滤链对象，不让spring管理了，或者是prototype也可。来一个业务new一个。
它内部要持有厂房对象，内部要有一个int的索引，记录当前处理就什么位置。当然内部还要持有业务数据。

public class ProcesserChainImpl implements ProcesserChain {
	private TaskContainer taskContainer;
	private BizInfo bizInfo;
	private int processIndex=0;//
	private int processIndexEnd=4;//

	@Override
	processOrder() {
	  next().processOrder(bizInfo,this);//获取当前索引的过滤器进行处理
	}
	private OrderProcesser next(){
		return taskContainer.porcesser[processIndex++];//从厂房中拿到对应索引的过滤器，索引号+1.
	}

	//设置开始与结束索引
	@Override
	public void setIndex(int startIndex,int endIndex) {
		// TODO Auto-generated method stub
		processIndex=startIndex;
		processIndexEnd=endIndex;
	}

    processerChain.processOrder()方法就是开始处理数据了，过滤链（业务对象）肯定要引用厂房对象（直接引用很多工具对象，会显的有些乱。如果有工具容器，可以引用它），这样从厂房中拿到索引对应的设备（配置对象）进行处理，索引号加1，设备处理中会收到数据与过滤链两个参数，处理好，再调用传入的过滤链的方法，又会找下一个设备，再把数据与自己传进入...链条就这样循环启动起来了。

    与传统的filter不同，我进行了改进。我也配置了多个过滤器，但业务处理的过滤链根据实际并不都是从头到尾，有开始与结束的索引。如果中间出错了再启动，可以从断掉的地方再配置。一部分业务用前面几个过滤器，后一部分异步任务用另外几个过滤器。如果想更灵活，可以配置，这个业务使用13567过滤器,那个业务使用24678号过滤器。

四.开发微核心结构，对象外部接口实现的加载不同的实现

    最近做的一批小项目，因为核心功能是一样的，不同的部分都用接口。简化的说，就是抽象化开发了接收数据，外部持久化接口，处理数据接口，结果汇总，再次结果持久化接口这样的一个过程。

    这种样子的工具非常多，比如JBPM工作流工具，比如shiro,spring security权限控制，他们都实现了一个基本的公共的功能，但有些需要使用者开发接口的实现类。

    首先我这个微核心模块与spring没有半毛钱关系，但接口的实现，由于多数是web项目，就与spring有密切关系了，就拿持久化来说，通常service、dao由spring管理。

    如何对接这样的微功能模块呢？还记得有一个原则，高内聚，低耦合。我在使用这样开发好的模块时，会专门设计一个spring的类，来持有（或者叫对接、管理、holder）这个微功能模块中的厂房，如同你的公司买了另一个公司，会安排一个高级人员专门去管理那个公司。这个微系统通常自己有一个静态的态来管理它的启动，管理它要传入参数与实现类，还要调用静态方法init()，让这个工厂运转起来。这个静态类如同那个公司的负责人，派来的人员，只要对接公司目前的负责人就可以了。

    通常我的做法是这样：spring的对接类（高级人员），会注解引用一些需要的接口的实现类。它管理静态类时（通常是afterpropetyset方法中），会把接口实现类通过模块静态类的方法传进去。如同你自己带来的几个人去接管，通过原负责人安排这些人到关键的、缺少的岗位上去。这样，接手的公司就可以正常运转下去了。

五、总结

    上面介绍了对象的引用、相互引用、配置类的多边引用与业务类的关系。更进一步分析了类组成的模块之间如何进行关联的经验。

    回顾起来，我设计系统，貌似总喜欢拿出生活中的场景来对应，这样让系统中的对象之间的关系更合理。我认为生活中的制度设计、组织设计可以用软件来模拟，也可以给软件设计以启发。


注：目前对过滤器模式又进行了改进，除了之前配置开始结果索引外，考虑到失败情况描述，在filterChain中增加处理信息字段。当某一个处理器处理失败，会写入失败码与描述，成功也会。