前言
在一個比較復雜的大型系統中，假如存在某個對象或數據流需要被進行繁雜的邏輯處理的話，我們可以選擇在一個大的組件中進行這些繁雜的邏輯處理，這種方式確實達到了目的，但卻是簡單粗暴的。或許在某些情況這種簡單粗暴的方式將帶來一些麻煩，例如我要改動其中某部分處理邏輯、我要添加一些處理邏輯到流程、我要在流程中減少一些處理邏輯時，這里有些看似簡單的改動都讓我們無從下手，除了對整個組件進行改動。整個系統看起來沒有任何可擴展性和可重用性。
是否有一種模式可以將整個處理流程進行詳細劃分，劃分出的每個小模塊互相獨立且各自負責一段邏輯處理，這些邏輯處理小模塊根據順序連起來，前以模塊的輸出作為后一模塊的輸入，最后一個模塊的輸出為最終的處理結果。如此一來修改邏輯時只針對某個模塊修改，添加或減少處理邏輯也可細化到某個模塊顆粒度，并且每個模塊可重復利用，可重用性大大增強。這種模式就是此章節要進行討論的管道模式。
顧名思義，管道模式就像一條管道把多個對象連接起來，整體看起來就像若干個閥門嵌套在管道中，而處理邏輯就放在閥門上，如下圖，需要處理的對象進入管道后，分別經過閥門一、閥門二、閥門三、閥門四，每個閥門都會對進入的對象進行一些邏輯處理，經過一層層的處理后從管道尾處理，此時的對象就是已完成處理的目標對象。
既然管道模式這么有用，我們希望能在程序中適當地考慮使用，為了實現此模式需要多個對象協作，可參考如下類圖，Valve接口定義了閥門的調用方法，由于閥門與閥門使用單鏈表結構連接所以需提供對next的操作，實現一個閥門對其進行擴展即可；Pipeline接口定義了管道操作閥門的方法，包括獲取第一個閥門、獲取基礎閥門、添加閥門等方法，管道需對其擴展。
往下看如何簡單實現一個管道模式：
① 閥門接口
public interface Valve {
public Valve getNext();
public void setNext(Valve valve);
public void invoke(String handling);
}
② 管道接口
public interface Pipeline {
public Valve getFirst();
public Valve getBasic();
public void setBasic(Valve valve);
public void addValve(Valve valve);
}
③ 基礎閥門，處理邏輯僅僅是簡單的將傳入的字符串中”aa”替換成”bb”
public class BasicValve implements Valve {
protected Valve next = null;
public Valve getNext() {
return next;
}
public void invoke(String handling) {
handling=handling.replaceAll("aa", "bb");
System.out.println("基礎閥門處理完后：" + handling);
}
public void setNext(Valve valve) {
this.next = valve;
}
}
④ 第二個閥門，將傳入的字符串中”11”替換成”22”
public class SecondValve implements Valve {
protected Valve next = null;
public Valve getNext() {
return next;
}
public void invoke(String handling) {
handling = handling.replaceAll("11", "22");
System.out.println("Second閥門處理完后：" + handling);
getNext().invoke(handling);
}
public void setNext(Valve valve) {
this.next = valve;
}
}
⑤ 第三個閥門，將傳入的字符串中”zz”替換成”yy”
public class ThirdValve implements Valve {
protected Valve next = null;
public Valve getNext() {
return next;
}
public void invoke(String handling) {
handling = handling.replaceAll("zz", "yy");
System.out.println("Third閥門處理完后：" + handling);
getNext().invoke(handling);
}
public void setNext(Valve valve) {
this.next = valve;
}
}
⑥ 管道，我們一般的操作是先通過setBasic設置基礎閥門，接著按順序添加其他閥門，執行時的順序是：先添加進來的先執行，最后才執行基礎閥門。
public class StandardPipeline implements Pipeline {
protected Valve first = null;
protected Valve basic = null;
public void addValve(Valve valve) {
if (first == null) {
first = valve;
valve.setNext(basic);
} else {
Valve current = first;
while (current != null) {
if (current.getNext() == basic) {
current.setNext(valve);
valve.setNext(basic);
break;
}
current = current.getNext();
}
}
}
public Valve getBasic() {
return basic;
}
public Valve getFirst() {
return first;
}
public void setBasic(Valve valve) {
this.basic = valve;
}
}
⑦ 測試類
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String handling="aabb1122zzyy";
StandardPipeline pipeline = new StandardPipeline();
BasicValve basicValve = new BasicValve();
SecondValve secondValve = new SecondValve();
ThirdValve thirdValve = new ThirdValve();
pipeline.setBasic(basicValve);
pipeline.addValve(secondValve);
pipeline.addValve(thirdValve);
pipeline.getFirst().invoke(handling);
}
}
輸出的結果如下：
Second閥門處理完后：aabb2222zzyy
Third閥門處理完后：aabb2222yyyy
基礎閥門處理完后：bbbb2222yyyy
這就是管道模式，在管道中連接一個或多個閥門，每個閥門負責一部分邏輯處理，數據按規定的順序往下流。此模式分解了邏輯處理任務，可方便對某任務單元進行安裝拆卸，提高了流程的可擴展性、可重用性、機動性、靈活性。
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