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攔截器詳解

 燮羽 2010-12-07
在之前的文章中，我們已經(jīng)涉及到了攔截器（Interceptor）的概念。 

downpour 寫道
攔截器是AOP中的概念，它本身是一段代碼，可以通過定義“織入點”，來指定攔截器的代碼在“織入點”的前后執(zhí)行，從而起到攔截的作用。正如上面 Struts2的Reference中講述的，Struts2的Interceptor，其攔截的對象是Action代碼，可以定義在Action代碼之前或者之后執(zhí)行攔截器的代碼。


接下來，我們將重點討論一下Struts2中的攔截器的內部結構和執(zhí)行順序，并結合源碼進行分析。

Interceptor結構 

讓我們再來回顧一下之前我們曾經(jīng)用過的一張Action LifeCycle的圖： 

 

圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)，Struts2的Interceptor一層一層，把Action包裹在最里面。這樣的結構，大概有以下一些特點： 

1. 整個結構就如同一個堆棧，除了Action以外，堆棧中的其他元素是Interceptor 

2. Action位于堆棧的底部。由于堆棧"先進后出"的特性，如果我們試圖把Action拿出來執(zhí)行，我們必須首先把位于Action上端的Interceptor拿出來執(zhí)行。這樣，整個執(zhí)行就形成了一個遞歸調用 

3. 每個位于堆棧中的Interceptor，除了需要完成它自身的邏輯，還需要完成一個特殊的執(zhí)行職責。這個執(zhí)行職責有3種選擇： 

1) 中止整個執(zhí)行，直接返回一個字符串作為resultCode 

2) 通過遞歸調用負責調用堆棧中下一個Interceptor的執(zhí)行 

3) 如果在堆棧內已經(jīng)不存在任何的Interceptor，調用Action 


Struts2的攔截器結構的設計，實際上是一個典型的責任鏈模式的應用。首先將整個執(zhí)行劃分成若干相同類型的元素，每個元素具備不同的邏輯責任，并將他們納入到一個鏈式的數(shù)據(jù)結構中（我們可以把堆棧結構也看作是一個遞歸的鏈式結構），而每個元素又有責任負責鏈式結構中下一個元素的執(zhí)行調用。 

這樣的設計，從代碼重構的角度來看，實際上是將一個復雜的系統(tǒng)，分而治之，從而使得每個部分的邏輯能夠高度重用并具備高度可擴展性。所以，Interceptor結構實在是Struts2/Xwork設計中的精華之筆。

Interceptor執(zhí)行分析 

Interceptor的定義 

我們來看一下Interceptor的接口的定義： 

Java代碼 
  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. }  


Interceptor的接口定義沒有什么特別的地方，除了init和destory方法以外，intercept方法是實現(xiàn)整個攔截器機制的核心方法。而它所依賴的參數(shù)ActionInvocation則是我們之前章節(jié)中曾經(jīng)提到過的著名的Action調度者。 

我們再來看看一個典型的Interceptor的抽象實現(xiàn)類： 

Java代碼 
  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.         // 調用下一個攔截器，如果攔截器不存在，則執(zhí)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. }  


在這個實現(xiàn)類中，實際上已經(jīng)實現(xiàn)了最簡單的攔截器的雛形。或許大家對這樣的代碼還比較陌生，這沒有關系。我在這里需要指出的是一個很重要的方法invocation.invoke()。這是ActionInvocation中的方法，而ActionInvocation是Action調度者，所以這個方法具備以下2層含義： 

1. 如果攔截器堆棧中還有其他的Interceptor，那么invocation.invoke()將調用堆棧中下一個Interceptor的執(zhí)行。 

2. 如果攔截器堆棧中只有Action了，那么invocation.invoke()將調用Action執(zhí)行。 

所以，我們可以發(fā)現(xiàn)，invocation.invoke()這個方法其實是整個攔截器框架的實現(xiàn)核心?；谶@樣的實現(xiàn)機制，我們還可以得到下面2個非常重要的推論： 

1. 如果在攔截器中，我們不使用invocation.invoke()來完成堆棧中下一個元素的調用，而是直接返回一個字符串作為執(zhí)行結果，那么整個執(zhí)行將被中止。 

2. 我們可以以invocation.invoke()為界，將攔截器中的代碼分成2個部分，在invocation.invoke()之前的代碼，將會在Action之前被依次執(zhí)行，而在invocation.invoke()之后的代碼，將會在Action之后被逆序執(zhí)行。 

由此，我們就可以通過invocation.invoke()作為Action代碼真正的攔截點，從而實現(xiàn)AOP。 

Interceptor攔截類型 

從上面的分析，我們知道，整個攔截器的核心部分是invocation.invoke()這個函數(shù)的調用位置。事實上，我們也正式根據(jù)這句代碼的調用位置，來進行攔截類型的區(qū)分的。在Struts2中，Interceptor的攔截類型，分成以下三類： 

1. before 

before攔截，是指在攔截器中定義的代碼，它們存在于invocation.invoke()代碼執(zhí)行之前。這些代碼，將依照攔截器定義的順序，順序執(zhí)行。 

2. after 

after攔截，是指在攔截器中定義的代碼，它們存在于invocation.invoke()代碼執(zhí)行之后。這些代碼，將一招攔截器定義的順序，逆序執(zhí)行。 

3. PreResultListener 

有的時候，before攔截和after攔截對我們來說是不夠的，因為我們需要在Action執(zhí)行完之后，但是還沒有回到視圖層之前，做一些事情。Struts2同樣支持這樣的攔截，這種攔截方式，是通過在攔截器中注冊一個PreResultListener的接口來實現(xiàn)的。 

Java代碼 
  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. }  


在這里，我們看到，Struts2能夠支持如此多的攔截類型，與其本身的數(shù)據(jù)結構和整體設計有很大的關系。正如我在之前的文章中所提到的： 

downpour 寫道
因為Action是一個普通的Java類，而不是一個Servlet類，完全脫離于Web容器，所以我們就能夠更加方便地對Control層進行合理的層次設計，從而抽象出許多公共的邏輯，并將這些邏輯脫離出Action對象本身。


我們可以看到，Struts2對于整個執(zhí)行的劃分，從Interceptor到Action一直到Result，每一層都職責明確。不僅如此，Struts2還為每一個層次之前都設立了恰如其分的插入點。使得整個Action層的擴展性得到了史無前例的提升。 

Interceptor執(zhí)行順序 

Interceptor的執(zhí)行順序或許是我們在整個過程中最最關心的部分。根據(jù)上面所提到的概念，我們實際上已經(jīng)能夠大致明白了Interceptor的執(zhí)行機理。我們來看看Struts2的Reference對Interceptor執(zhí)行順序的一個形象的例子。 

如果我們有一個interceptor-stack的定義如下： 

Xml代碼 
  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>  


那么，整個執(zhí)行的順序大概像這樣： 

 

在這里，我稍微改了一下Struts2的Reference中的執(zhí)行順序示例，使得整個執(zhí)行順序更加能夠被理解。我們可以看到，遞歸調用保證了各種各樣的攔截類型的執(zhí)行能夠井井有條。 

請注意在這里，每個攔截器中的代碼的執(zhí)行順序，在Action之前，攔截器的執(zhí)行順序與堆棧中定義的一致；而在Action和Result之后，攔截器的執(zhí)行順序與堆棧中定義的順序相反。 

源碼解析 

接下來我們就來看看源碼，看看Struts2是如何保證攔截器、Action與Result三者之間的執(zhí)行順序的。 

之前我曾經(jīng)提到，ActionInvocation是Struts2中的調度器，所以事實上，這些代碼的調度執(zhí)行，是在ActionInvocation的實現(xiàn)類中完成的，這里，我抽取了DefaultActionInvocation中的invoke()方法，它將向我們展示一切。 

Java代碼 
  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.         // 依次調用攔截器堆棧中的攔截器代碼執(zhí)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.                          // 將ActionInvocation作為參數(shù)，調用interceptor中的intercept方法執(zhí)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.             // 執(zhí)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與interceptor執(zhí)行完畢，執(zhí)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. }  


從源碼中，我們可以看到，我們之前提到的Struts2的Action層的4個不同的層次，在這個方法中都有體現(xiàn)，他們分別是：攔截器（Interceptor）、Action、PreResultListener和Result。在這個方法中，保證了這些層次的有序調用和執(zhí)行。由此我們也可以看出Struts2在Action層次設計上的眾多考慮，每個層次都具備了高度的擴展性和插入點，使得程序員可以在任何喜歡的層次加入自己的實現(xiàn)機制改變Action的行為。 

在這里，需要特別強調的，是其中攔截器部分的執(zhí)行調用： 

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


表面上，它只是執(zhí)行了攔截器中的intercept方法，如果我們結合攔截器來看，就能看出點端倪來： 

Java代碼 
  1. public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {  
  2.     String result = null;  
  3.   
  4.         before(invocation);  
  5.         // 調用invocation的invoke()方法，在這里形成了遞歸調用  
  6.         result = invocation.invoke();  
  7.         after(invocation, result);  
  8.   
  9.         return result;  
  10. }  


原來在intercept()方法又對ActionInvocation的invoke()方法進行遞歸調用，ActionInvocation循環(huán)嵌套在intercept()中，一直到語句result = invocation.invoke()執(zhí)行結束。這樣，Interceptor又會按照剛開始執(zhí)行的逆向順序依次執(zhí)行結束。 

一個有序鏈表，通過遞歸調用，變成了一個堆棧執(zhí)行過程，將一段有序執(zhí)行的代碼變成了2段執(zhí)行順序完全相反的代碼過程，從而巧妙地實現(xiàn)了AOP。這也就成為了Struts2的Action層的AOP基礎。

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