职责链模式(Chain of responsibility)以及servlet中filter的原理

先看经典职责链代码，

(代码来自维基）

package pattern;

import java.io.*;

abstract class PurchasePower {

	protected final double base = 500;
	protected PurchasePower successor;

	public void setSuccessor(PurchasePower successor) {
		this.successor = successor;
	}

	abstract public void processRequest(PurchaseRequest request);
}

class ManagerPPower extends PurchasePower {
	private final double ALLOWABLE = 10 * base;

	public void processRequest(PurchaseRequest request) {
		if (request.getAmount() < ALLOWABLE)
			System.out.println("Manager will approve $" + request.getAmount());
		else if (successor != null)
			successor.processRequest(request);
	}
}

class DirectorPPower extends PurchasePower {
	private final double ALLOWABLE = 20 * base;

	public void processRequest(PurchaseRequest request) {
		if (request.getAmount() < ALLOWABLE)
			System.out.println("Director will approve $" + request.getAmount());
		else if (successor != null)
			successor.processRequest(request);
	}
}

class VicePresidentPPower extends PurchasePower {
	private final double ALLOWABLE = 40 * base;

	public void processRequest(PurchaseRequest request) {
		if (request.getAmount() < ALLOWABLE)
			System.out.println("Vice President will approve $"
					+ request.getAmount());
		else if (successor != null)
			successor.processRequest(request);
	}
}

class PresidentPPower extends PurchasePower {
	private final double ALLOWABLE = 60 * base;

	public void processRequest(PurchaseRequest request) {
		if (request.getAmount() < ALLOWABLE)
			System.out
					.println("President will approve $" + request.getAmount());
		else
			System.out.println("Your request for $" + request.getAmount()
					+ " needs a board meeting!");
	}
}

class PurchaseRequest {

	private int number;
	private double amount;
	private String purpose;

	public PurchaseRequest(int number, double amount, String purpose) {
		this.number = number;
		this.amount = amount;
		this.purpose = purpose;
	}

	public double getAmount() {
		return amount;
	}

	public void setAmount(double amt) {
		amount = amt;
	}

	public String getPurpose() {
		return purpose;
	}

	public void setPurpose(String reason) {
		purpose = reason;
	}

	public int getNumber() {
		return number;
	}

	public void setNumber(int num) {
		number = num;
	}
}

public class CheckAuthority {
	public static void main(String[] args) {
		ManagerPPower manager = new ManagerPPower();
		DirectorPPower director = new DirectorPPower();
		VicePresidentPPower vp = new VicePresidentPPower();
		PresidentPPower president = new PresidentPPower();
		manager.setSuccessor(director);
		director.setSuccessor(vp);
		vp.setSuccessor(president);

		// enter ctrl+c to kill.
		try {
			while (true) {
				System.out
						.println("Enter the amount to check who should approve your expenditure.");
				System.out.print(">");
				double d = Double.parseDouble(new BufferedReader(
						new InputStreamReader(System.in)).readLine());
				manager.processRequest(new PurchaseRequest(0, d, "General"));
			}
		} catch (Exception e) {
			System.exit(1);
		}
	}
}

这段代码实现了不同审批限额由不同级别的人去审批的功能。

该模式有如下特点:

1. 几个对象组成链表结构，用来向后传递请求；
2. 请求被处理，则返回；否则继续向后传递；(有的实现则是不论请求是否被处理，都向后传递）。
3. 对象都继承自同一个父类或实现了共同的用来处理请求的接口。

优点：

1. 发起者（调用者）与接收者分离。
2. 可动态插入职责链。

缺点：

1. 遍历链表有性能损耗。

职责链模式的经典应用是Servlet中的的Filter技术。略过Filter的很简单的使用
方法，我们来看看它在tomcat中的实现。为了说明方便，这里只是它的实现的一
个简化演示代码。

用户自定义的filter都需实现了如下的Filter接口，

doFilter(ServletRequest request,ServletResponse response,FilterChain chain)throws java.io.IOException,ServletException

用户在这个接口里写的代码可以截获请求。对截获的请求处理后，可以把处理权
传递给下一个filter。传递给下一个filter的方法是调用如下一行代码，

chain.doFilter(request,response);

这行代码是Servlet里的Filter技术的核心，所以接下来我们主要就是分析、模拟
这行代码做了什么，它是如何把请求传递给下一个filter的，下一个filter是何
时被创建的。

下面是对整个过程的简单模拟。很简单，就是读配置文件，生成多个
ApplicationFilterConfig对象(称呼它为配置对象），该配置对象负责生成
filter对象。

final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
	private List filterConfigs = new ArrayList();
	private Iterator iterator = null;

	public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {
		if (this.iterator == null)
			this.iterator = filters.iterator();

		if (this.iterator.hasNext()) {
			ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig) iterator
					.next();// 在这里取得下一个filter的配置对象
			Filter filter = filterConfig.getFilter();// 注意：在这里取得了下一个filter，这个filter就是你实现了filter接口的filter.
			filter.doFilter(request, response, this);// 把请求传递个下一个filter处理
		}
	}

	public void startFilter() {
		ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig) iterator
				.next();
		Filter filter = filterConfig.getFilter();
		filter.doFilter(request, response, this);
	}

	public void addFilterConfig(ApplicationFilterConfig filterConfig) {
		filterConfigs.add(filterConfig);
	}
}

final class ApplicationFilterConfig implements FilterConfig {
	private Filter filter = null;
	private String filterClass;

	public Filter getFilter() {
		if (this.filter != null)
			return (this.filter);

		Class clazz = classLoader.loadClass(filterClass);
		this.filter = (Filter) clazz.newInstance();
		return this.filter;
	}
}

public class MainTest {
	public FilterChain create() {
		ApplicationFilterChain a = new ApplicationFilterChain();
		List filters = readConfigFile();// 读取配置文件，获取filter信息，实现过程略
		for (int i = 0; i < filters.size(); i++) {
			ApplicationFilterConfig afc = (ApplicationFilterConfig) filters
					.get(i);
			a.addFilterConfig(afc);
		}
		return a;
	}

	public static void main(String args[]) {
		(new MainTest()).create().startFilter();
	}
}

tomcat的chain实现有3个要点，

1. 不是一下子全部初始化所有的filter对象，而是只初始化所有的配置对象。配
置对象的生成比filter对象的生成节省资源，生成配置对象只是存储了一些配置
信息。filter对象的生成需要反射，相对消耗资源。

2. 在第一次调用filter的时候，由配置对象生成filter对象。下一次再次调用则
直接使用已经生成的filter对象。缓存思路。

3. 由FilterChain维护一个链表，链表中存放着配置对象的链条，每次用户调用
一次chain.doFilter(req, res)，链表就去取下一个配置对象，再通过配置对象
得到下一个filter，然后调用该filter，接着你在filter里写的逻辑就被执行了。