struts2 拦截器

在之前的文章中，我们已经涉及到了拦截器（Interceptor）的概念。


downpour 写道
拦截器是AOP中的概念，它本身是一段代码，可以通过定义“织入点”，来指定拦截器的代码在“织入点”的前后执行，从而起到拦截的作用。正如上面 Struts2的Reference中讲述的，Struts2的Interceptor，其拦截的对象是Action代码，可以定义在Action代码之前或者之后执行拦截器的代码。


接下来，我们将重点讨论一下Struts2中的拦截器的内部结构和执行顺序，并结合源码进行分析。

Interceptor结构

让我们再来回顾一下之前我们曾经用过的一张Action LifeCycle的图：



图中，我们可以发现，Struts2的Interceptor一层一层，把Action包裹在最里面。这样的结构，大概有以下一些特点：

1. 整个结构就如同一个堆栈，除了Action以外，堆栈中的其他元素是Interceptor

2. Action位于堆栈的底部。由于堆栈"先进后出"的特性，如果我们试图把Action拿出来执行，我们必须首先把位于Action上端的Interceptor拿出来执行。这样，整个执行就形成了一个递归调用

3. 每个位于堆栈中的Interceptor，除了需要完成它自身的逻辑，还需要完成一个特殊的执行职责。这个执行职责有3种选择：

1) 中止整个执行，直接返回一个字符串作为resultCode

2) 通过递归调用负责调用堆栈中下一个Interceptor的执行

3) 如果在堆栈内已经不存在任何的Interceptor，调用Action


Struts2的拦截器结构的设计，实际上是一个典型的责任链模式的应用。首先将整个执行划分成若干相同类型的元素，每个元素具备不同的逻辑责任，并将他们纳入到一个链式的数据结构中（我们可以把堆栈结构也看作是一个递归的链式结构），而每个元素又有责任负责链式结构中下一个元素的执行调用。

这样的设计，从代码重构的角度来看，实际上是将一个复杂的系统，分而治之，从而使得每个部分的逻辑能够高度重用并具备高度可扩展性。所以，Interceptor结构实在是Struts2/Xwork设计中的精华之笔。

Interceptor执行分析

Interceptor的定义

我们来看一下Interceptor的接口的定义：


Java代码 
1.public interface Interceptor extends Serializable {  
2. 
3.    /** 
4.     * Called to let an interceptor clean up any resources it has allocated. 
5.     */ 
6.    void destroy();   
7. 
8.    /** 
9.     * Called after an interceptor is created, but before any requests are processed using 
10.     * {@link #intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation) intercept} , giving 
11.     * the Interceptor a chance to initialize any needed resources. 
12.     */ 
13.    void init();   
14. 
15.    /** 
16.     * Allows the Interceptor to do some processing on the request before and/or after the rest of the processing of the 
17.     * request by the {@link ActionInvocation} or to short-circuit the processing and just return a String return code. 
18.     * 
19.     * @return the return code, either returned from {@link ActionInvocation#invoke()}, or from the interceptor itself. 
20.     * @throws Exception any system-level error, as defined in {@link com.opensymphony.xwork2.Action#execute()}. 
21.     */ 
22.    String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception;   
23.} 
Java代码
1.public interface Interceptor extends Serializable {  
2. 
3.    /** 
4.     * Called to let an interceptor clean up any resources it has allocated. 
5.     */ 
6.    void destroy();  
7. 
8.    /** 
9.     * Called after an interceptor is created, but before any requests are processed using 
10.     * {@link #intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation) intercept} , giving 
11.     * the Interceptor a chance to initialize any needed resources. 
12.     */ 
13.    void init();  
14. 
15.    /** 
16.     * Allows the Interceptor to do some processing on the request before and/or after the rest of the processing of the 
17.     * request by the {@link ActionInvocation} or to short-circuit the processing and just return a String return code. 
18.     * 
19.     * @return the return code, either returned from {@link ActionInvocation#invoke()}, or from the interceptor itself. 
20.     * @throws Exception any system-level error, as defined in {@link com.opensymphony.xwork2.Action#execute()}. 
21.     */ 
22.    String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception;  
23.} 
public interface Interceptor extends Serializable {

    /**
     * Called to let an interceptor clean up any resources it has allocated.
     */
    void destroy();

    /**
     * Called after an interceptor is created, but before any requests are processed using
     * {@link #intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation) intercept} , giving
     * the Interceptor a chance to initialize any needed resources.
     */
    void init();

    /**
     * Allows the Interceptor to do some processing on the request before and/or after the rest of the processing of the
     * request by the {@link ActionInvocation} or to short-circuit the processing and just return a String return code.
     *
     * @return the return code, either returned from {@link ActionInvocation#invoke()}, or from the interceptor itself.
     * @throws Exception any system-level error, as defined in {@link com.opensymphony.xwork2.Action#execute()}.
     */
    String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception;
}


Interceptor的接口定义没有什么特别的地方，除了init和destory方法以外，intercept方法是实现整个拦截器机制的核心方法。而它所依赖的参数ActionInvocation则是我们之前章节中曾经提到过的著名的Action调度者。

我们再来看看一个典型的Interceptor的抽象实现类：


Java代码 
1.public abstract class AroundInterceptor extends AbstractInterceptor {  
2.      
3.    /* (non-Javadoc) 
4.     * @see com.opensymphony.xwork2.interceptor.AbstractInterceptor#intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation) 
5.     */ 
6.    @Override  
7.    public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {   
8.        String result = null;   
9. 
10.        before(invocation);  
11.        // 调用下一个拦截器，如果拦截器不存在，则执行Action   
12.        result = invocation.invoke();  
13.        after(invocation, result);  
14. 
15.        return result;   
16.    }  
17.      
18.    public abstract void before(ActionInvocation invocation) throws Exception;   
19. 
20.    public abstract void after(ActionInvocation invocation, String resultCode) throws Exception;   
21. 
22.} 
Java代码
1.public abstract class AroundInterceptor extends AbstractInterceptor {  
2.      
3.    /* (non-Javadoc) 
4.     * @see com.opensymphony.xwork2.interceptor.AbstractInterceptor#intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation) 
5.     */ 
6.    @Override 
7.    public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {  
8.        String result = null;  
9. 
10.        before(invocation);  
11.        // 调用下一个拦截器，如果拦截器不存在，则执行Action  
12.        result = invocation.invoke();  
13.        after(invocation, result);  
14. 
15.        return result;  
16.    }  
17.      
18.    public abstract void before(ActionInvocation invocation) throws Exception;  
19. 
20.    public abstract void after(ActionInvocation invocation, String resultCode) throws Exception;  
21. 
22.} 
public abstract class AroundInterceptor extends AbstractInterceptor {

/* (non-Javadoc)
* @see com.opensymphony.xwork2.interceptor.AbstractInterceptor#intercept(com.opensymphony.xwork2.ActionInvocation)
*/
@Override
public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {
String result = null;

        before(invocation);
        // 调用下一个拦截器，如果拦截器不存在，则执行Action
        result = invocation.invoke();
        after(invocation, result);

        return result;
}

public abstract void before(ActionInvocation invocation) throws Exception;

public abstract void after(ActionInvocation invocation, String resultCode) throws Exception;

}

在这个实现类中，实际上已经实现了最简单的拦截器的雏形。或许大家对这样的代码还比较陌生，这没有关系。我在这里需要指出的是一个很重要的方法invocation.invoke()。这是ActionInvocation中的方法，而ActionInvocation是Action调度者，所以这个方法具备以下2层含义：

1. 如果拦截器堆栈中还有其他的Interceptor，那么invocation.invoke()将调用堆栈中下一个Interceptor的执行。

2. 如果拦截器堆栈中只有Action了，那么invocation.invoke()将调用Action执行。

所以，我们可以发现，invocation.invoke()这个方法其实是整个拦截器框架的实现核心。基于这样的实现机制，我们还可以得到下面2个非常重要的推论：

1. 如果在拦截器中，我们不使用invocation.invoke()来完成堆栈中下一个元素的调用，而是直接返回一个字符串作为执行结果，那么整个执行将被中止。

2. 我们可以以invocation.invoke()为界，将拦截器中的代码分成2个部分，在invocation.invoke()之前的代码，将会在Action之前被依次执行，而在invocation.invoke()之后的代码，将会在Action之后被逆序执行。

由此，我们就可以通过invocation.invoke()作为Action代码真正的拦截点，从而实现AOP。

Interceptor拦截类型

从上面的分析，我们知道，整个拦截器的核心部分是invocation.invoke()这个函数的调用位置。事实上，我们也正式根据这句代码的调用位置，来进行拦截类型的区分的。在Struts2中，Interceptor的拦截类型，分成以下三类：

1. before

before拦截，是指在拦截器中定义的代码，它们存在于invocation.invoke()代码执行之前。这些代码，将依照拦截器定义的顺序，顺序执行。

2. after

after拦截，是指在拦截器中定义的代码，它们存在于invocation.invoke()代码执行之后。这些代码，将一招拦截器定义的顺序，逆序执行。

3. PreResultListener

有的时候，before拦截和after拦截对我们来说是不够的，因为我们需要在Action执行完之后，但是还没有回到视图层之前，做一些事情。Struts2同样支持这样的拦截，这种拦截方式，是通过在拦截器中注册一个PreResultListener的接口来实现的。


Java代码 
1.public interface PreResultListener {  
2. 
3.    /** 
4.     * This callback method will be called after the Action execution and before the Result execution. 
5.     * 
6.     * @param invocation 
7.     * @param resultCode 
8.     */ 
9.    void beforeResult(ActionInvocation invocation, String resultCode);   
10.} 
Java代码
1.public interface PreResultListener {  
2. 
3.    /** 
4.     * This callback method will be called after the Action execution and before the Result execution. 
5.     * 
6.     * @param invocation 
7.     * @param resultCode 
8.     */ 
9.    void beforeResult(ActionInvocation invocation, String resultCode);  
10.} 
public interface PreResultListener {

    /**
     * This callback method will be called after the Action execution and before the Result execution.
     *
     * @param invocation
     * @param resultCode
     */
    void beforeResult(ActionInvocation invocation, String resultCode);
}


在这里，我们看到，Struts2能够支持如此多的拦截类型，与其本身的数据结构和整体设计有很大的关系。正如我在之前的文章中所提到的：


downpour 写道
因为Action是一个普通的Java类，而不是一个Servlet类，完全脱离于Web容器，所以我们就能够更加方便地对Control层进行合理的层次设计，从而抽象出许多公共的逻辑，并将这些逻辑脱离出Action对象本身。


我们可以看到，Struts2对于整个执行的划分，从Interceptor到Action一直到Result，每一层都职责明确。不仅如此，Struts2还为每一个层次之前都设立了恰如其分的插入点。使得整个Action层的扩展性得到了史无前例的提升。

Interceptor执行顺序

Interceptor的执行顺序或许是我们在整个过程中最最关心的部分。根据上面所提到的概念，我们实际上已经能够大致明白了Interceptor的执行机理。我们来看看Struts2的Reference对Interceptor执行顺序的一个形象的例子。

如果我们有一个interceptor-stack的定义如下：


Xml代码 
1.<interceptor-stack name="xaStack"> 
2.  <interceptor-ref name="thisWillRunFirstInterceptor"/>  
3.  <interceptor-ref name="thisWillRunNextInterceptor"/>  
4.  <interceptor-ref name="followedByThisInterceptor"/>  
5.  <interceptor-ref name="thisWillRunLastInterceptor"/>  
6.</interceptor-stack>  
Xml代码
1.<interceptor-stack name="xaStack"> 
2.  <interceptor-ref name="thisWillRunFirstInterceptor"/> 
3.  <interceptor-ref name="thisWillRunNextInterceptor"/> 
4.  <interceptor-ref name="followedByThisInterceptor"/> 
5.  <interceptor-ref name="thisWillRunLastInterceptor"/> 
6.</interceptor-stack> 
<interceptor-stack name="xaStack">
  <interceptor-ref name="thisWillRunFirstInterceptor"/>
  <interceptor-ref name="thisWillRunNextInterceptor"/>
  <interceptor-ref name="followedByThisInterceptor"/>
  <interceptor-ref name="thisWillRunLastInterceptor"/>
</interceptor-stack>

那么，整个执行的顺序大概像这样：



在这里，我稍微改了一下Struts2的Reference中的执行顺序示例，使得整个执行顺序更加能够被理解。我们可以看到，递归调用保证了各种各样的拦截类型的执行能够井井有条。

请注意在这里，每个拦截器中的代码的执行顺序，在Action之前，拦截器的执行顺序与堆栈中定义的一致；而在Action和Result之后，拦截器的执行顺序与堆栈中定义的顺序相反。

源码解析

接下来我们就来看看源码，看看Struts2是如何保证拦截器、Action与Result三者之间的执行顺序的。

之前我曾经提到，ActionInvocation是Struts2中的调度器，所以事实上，这些代码的调度执行，是在ActionInvocation的实现类中完成的，这里，我抽取了DefaultActionInvocation中的invoke()方法，它将向我们展示一切。


Java代码 
1./** 
2. * @throws ConfigurationException If no result can be found with the returned code 
3. */ 
4.public String invoke() throws Exception {   
5.    String profileKey = "invoke: ";   
6.    try {   
7.        UtilTimerStack.push(profileKey);  
8.              
9.        if (executed) {   
10.            throw new IllegalStateException("Action has already executed");   
11.        }  
12.        // 依次调用拦截器堆栈中的拦截器代码执行   
13.        if (interceptors.hasNext()) {   
14.            final InterceptorMapping interceptor = (InterceptorMapping) interceptors.next();   
15.            UtilTimerStack.profile("interceptor: "+interceptor.getName(),    
16.                    new UtilTimerStack.ProfilingBlock<String>() {   
17.                        public String doProfiling() throws Exception {   
18.                         // 将ActionInvocation作为参数，调用interceptor中的intercept方法执行   
19.                            resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this);   
20.                            return null;   
21.                        }  
22.            });  
23.        } else {   
24.            resultCode = invokeActionOnly();  
25.        }  
26. 
27.        // this is needed because the result will be executed, then control will return to the Interceptor, which will   
28.        // return above and flow through again   
29.        if (!executed) {   
30.            // 执行PreResultListener   
31.            if (preResultListeners != null) {   
32.                for (Iterator iterator = preResultListeners.iterator();   
33.                    iterator.hasNext();) {  
34.                    PreResultListener listener = (PreResultListener) iterator.next();  
35.                          
36.                    String _profileKey="preResultListener: ";   
37.                    try {   
38.                            UtilTimerStack.push(_profileKey);  
39.                            listener.beforeResult(this, resultCode);   
40.                    }  
41.                    finally {   
42.                            UtilTimerStack.pop(_profileKey);  
43.                    }  
44.                }  
45.            }  
46. 
47.            // now execute the result, if we're supposed to   
48.            // action与interceptor执行完毕，执行Result   
49.            if (proxy.getExecuteResult()) {   
50.                executeResult();  
51.            }  
52. 
53.            executed = true;   
54.        }  
55. 
56.        return resultCode;   
57.    }  
58.    finally {   
59.        UtilTimerStack.pop(profileKey);  
60.    }  
61.} 
Java代码
1./** 
2. * @throws ConfigurationException If no result can be found with the returned code 
3. */ 
4.public String invoke() throws Exception {  
5.    String profileKey = "invoke: ";  
6.    try {  
7.        UtilTimerStack.push(profileKey);  
8.              
9.        if (executed) {  
10.            throw new IllegalStateException("Action has already executed");  
11.        }  
12.        // 依次调用拦截器堆栈中的拦截器代码执行  
13.        if (interceptors.hasNext()) {  
14.            final InterceptorMapping interceptor = (InterceptorMapping) interceptors.next();  
15.            UtilTimerStack.profile("interceptor: "+interceptor.getName(),   
16.                    new UtilTimerStack.ProfilingBlock<String>() {  
17.                        public String doProfiling() throws Exception {  
18.                         // 将ActionInvocation作为参数，调用interceptor中的intercept方法执行  
19.                            resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this);  
20.                            return null;  
21.                        }  
22.            });  
23.        } else {  
24.            resultCode = invokeActionOnly();  
25.        }  
26. 
27.        // this is needed because the result will be executed, then control will return to the Interceptor, which will  
28.        // return above and flow through again  
29.        if (!executed) {  
30.            // 执行PreResultListener  
31.            if (preResultListeners != null) {  
32.                for (Iterator iterator = preResultListeners.iterator();  
33.                    iterator.hasNext();) {  
34.                    PreResultListener listener = (PreResultListener) iterator.next();  
35.                          
36.                    String _profileKey="preResultListener: ";  
37.                    try {  
38.                            UtilTimerStack.push(_profileKey);  
39.                            listener.beforeResult(this, resultCode);  
40.                    }  
41.                    finally {  
42.                            UtilTimerStack.pop(_profileKey);  
43.                    }  
44.                }  
45.            }  
46. 
47.            // now execute the result, if we're supposed to  
48.            // action与interceptor执行完毕，执行Result  
49.            if (proxy.getExecuteResult()) {  
50.                executeResult();  
51.            }  
52. 
53.            executed = true;  
54.        }  
55. 
56.        return resultCode;  
57.    }  
58.    finally {  
59.        UtilTimerStack.pop(profileKey);  
60.    }  
61.} 
/**
* @throws ConfigurationException If no result can be found with the returned code
*/
public String invoke() throws Exception {
    String profileKey = "invoke: ";
    try {
    UtilTimerStack.push(profileKey);
   
    if (executed) {
    throw new IllegalStateException("Action has already executed");
    }
        // 依次调用拦截器堆栈中的拦截器代码执行
    if (interceptors.hasNext()) {
    final InterceptorMapping interceptor = (InterceptorMapping) interceptors.next();
    UtilTimerStack.profile("interceptor: "+interceptor.getName(),
    new UtilTimerStack.ProfilingBlock<String>() {
public String doProfiling() throws Exception {
                         // 将ActionInvocation作为参数，调用interceptor中的intercept方法执行
    resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this);
    return null;
}
    });
    } else {
    resultCode = invokeActionOnly();
    }

    // this is needed because the result will be executed, then control will return to the Interceptor, which will
    // return above and flow through again
    if (!executed) {
            // 执行PreResultListener
    if (preResultListeners != null) {
    for (Iterator iterator = preResultListeners.iterator();
    iterator.hasNext();) {
    PreResultListener listener = (PreResultListener) iterator.next();
   
    String _profileKey="preResultListener: ";
    try {
    UtilTimerStack.push(_profileKey);
    listener.beforeResult(this, resultCode);
    }
    finally {
    UtilTimerStack.pop(_profileKey);
    }
    }
    }

    // now execute the result, if we're supposed to
            // action与interceptor执行完毕，执行Result
    if (proxy.getExecuteResult()) {
    executeResult();
    }

    executed = true;
    }

    return resultCode;
    }
    finally {
    UtilTimerStack.pop(profileKey);
    }
}


从源码中，我们可以看到，我们之前提到的Struts2的Action层的4个不同的层次，在这个方法中都有体现，他们分别是：拦截器（Interceptor）、Action、PreResultListener和Result。在这个方法中，保证了这些层次的有序调用和执行。由此我们也可以看出Struts2在Action层次设计上的众多考虑，每个层次都具备了高度的扩展性和插入点，使得程序员可以在任何喜欢的层次加入自己的实现机制改变Action的行为。

在这里，需要特别强调的，是其中拦截器部分的执行调用：


Java代码 
1.resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this); 
Java代码
1.resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this); 
resultCode = interceptor.getInterceptor().intercept(DefaultActionInvocation.this);

表面上，它只是执行了拦截器中的intercept方法，如果我们结合拦截器来看，就能看出点端倪来：


Java代码 
1.public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {  
2.    String result = null;   
3. 
4.        before(invocation);  
5.        // 调用invocation的invoke()方法，在这里形成了递归调用   
6.        result = invocation.invoke();  
7.        after(invocation, result);  
8. 
9.        return result;   
10.} 
Java代码
1.public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {  
2.    String result = null;  
3. 
4.        before(invocation);  
5.        // 调用invocation的invoke()方法，在这里形成了递归调用  
6.        result = invocation.invoke();  
7.        after(invocation, result);  
8. 
9.        return result;  
10.} 
public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {
String result = null;

        before(invocation);
        // 调用invocation的invoke()方法，在这里形成了递归调用
        result = invocation.invoke();
        after(invocation, result);

        return result;
}

原来在intercept()方法又对ActionInvocation的invoke()方法进行递归调用，ActionInvocation循环嵌套在intercept()中，一直到语句result = invocation.invoke()执行结束。这样，Interceptor又会按照刚开始执行的逆向顺序依次执行结束。

一个有序链表，通过递归调用，变成了一个堆栈执行过程，将一段有序执行的代码变成了2段执行顺序完全相反的代码过程，从而巧妙地实现了AOP。这也就成为了Struts2的Action层的AOP基础。