架构模式：pipeline

知名的 Pipeline 模式

• unix 的 pipeline

cat helloworld.txt | grep "hello world" | rev | > output.txt

读取文本内容，并过滤 “hello world”，然后反转字符，将最终结果输出到 output.txt

• Web 框架中间件
  Laravel 中的管道
  Laravel 在框架中很多地方都使用了管道，最常见的就是中间件实现。当请求最终到达控制器动作被处理前，会经过一系列的中间件。每个中间件都有一个独立的职责，例如，设置 Cookie / 判断是否登录以及阻止 CSRF 攻击等。

每个阶段都会对请求进行处理，如果请求通过就会被传递给下一个处理，不通过就会返回相应的 HTTP 响应。

其实何止是 Laravel，Python 中的 Django 同样如此。

struct.png

也就是说，每一个请求都是先通过中间件的 process_request 函数，这个函数返回 None 或者 HttpResponse 对象，如果返回前者，继续处理其他中间件，如果返回一个 HttpResponse，就处理终止，返回到页面上。Django 中把中间件叫做 hook（钩子）。

• struct2

  
  
  

  struct2.png
• 中间件，完整链路。所谓的中间件不就是 Pipeline 模式吗？

Pipeline 的特点

• 管道就像一个流水线，把复杂的问题的解决方案分解成一个个处理单元，然后依次处理，前一个处理单元的结果也是第二个模块的输出。
• 这些处理步骤通常会放在一个数组里，方便迭代这个数组时顺序执行

Pipeline 结构

1. Pipeline的类模型由 Pipeline/ Valve/ Context 组成。Pipeline 代表执行流，
   Valve代表执行流中的一个节点，Context 是执行时的上下文信息，它一般由两部分组成：request/response + 当前流的执行状态。
2. 有的系统只能有一个 Pipeline, 有的则允许配多个。在 Struct2 中，一个 interceptor 的组合，就代表一个 Pipeline;多种组合，意味着多个 Pipeline.

Pipeline 用法

1. 有的 Pipeline 流是在同一个层次上，每个 valve 处理的 request / response 对象是同质的。比如 servlet filter 和各种 MVC 框架，所处理的事情都是 web 层，所处理的 context 对象就是 http request 或者框架自定义的 javabean。
2. 有的 pipeline 流则是纵向的，从上层流到下层，或从下层流到上层，这时每个 valve 所处理的 request / response 对象一般是异构的。协议栈就是个典型的例子：下层 valve 处理字节流，上层处理字符流。不过，为了适应 pipeline 的架构，这些异构的 context 对象必须有共同的基类，并且把这个基类作为各个 valve 的输入参数。
3. 从请求处理的角度来说，Pipeline 可以代表整个执行流，也可以用作请求被最终处理前的 Interceptor. Webx, netty 中的 Pipeline 会将最有一个 Valve 作为请求处理者（一般称为 Request Handler）, 而 servlet filter 和 struct2 interceptor 只作为请求拦截、加工，真正处理请求的是 servlet 和 action

pipeline 程序流

1. 一个完整的 Pipeline 执行流一般是一个环路：Valve1 => Valve2 => Valve3 => Valve2 => Valve1, 从拦截的角度讲，valve 既是前置拦截（下一个 valve 执行前），又是后置拦截（下一个 valve 执行后）
2. 为了达到前后双拦截的目标，程序有两种方法。有一种是使用了 foreach 方法分别执行每个拦截器的前置拦截方法，然后又以相反的顺序分别执行每个拦截器的后置拦截方法。这种方法比较直观，Spring MVC Interceptor 就是这种。
3. 主流的拦截做法，把一个 valve 的执行嵌套在前一个 valve 的执行里面；每个 valve 的执行会有一句"nextValve.invoke()", 然后在这句代码前后做一些拦截。这种方式有点费解，而且由于嵌套过多容易造成比较深的调用栈；不过它有一个好处：更方便地中断执行并处理异常。
4. 执行流程必须提供中断机制和异常处理机制，比如鉴权 filter 发现用户未登录时需立即返回 403 并中断流，当一个 valve 出现异常时这个异常需要被捕捉、处理。如果 Valve 是嵌套执行的，这些机制会很方便实现：鉴权 filter 发现用户未登录，不调用 nextValue.invoke() 即可中断 pipeline；至于异常处理，Struct2 默认使用 ExceptionMappingInterceptor 作为 Pipeline 中的第一个 valve，它会把 nextIntercetpor.invoke() 放在自己 try/catch 中。如果 valve 不是嵌套执行，而是由pipeline 通过 forEach 编排执行的，那么这些非正常流的“扳道工”职责必须由 pipeline 自己来承担，这可能会使 pipeline 不够精简；如果来了新的逻辑（比如异步执行），又得改 pipeline，导致 pipeline 不太稳定。

pipeline 设计模式

一个 pipeline 结构可以做成一个单例，另外做一个 PipelineContext 代表 Pipeline 当前的执行流，至于 Valve，它相当于 stateless service 做成单例即可。

Pipeline 的优点

• 对于每个处理单元又可以打补丁，做监听。（这就是切面编程了）
• 这些处理步骤的代码还可以被其他不同的解决方案复用；
• 在复杂进程中添加、移除和替换子任务非常轻松。

Pipeline 的使用场景

参考文件

http://www.chenjianjx.com/myblog/entry/%E5%85%B3%E4%BA%8Epipeline%E6%9E%B6%E6%9E%84%E7%9A%84%E5%87%A0%E7%82%B9%E8%AF%B4%E6%98%8E
http://blog.csdn.net/yanghua_kobe/article/details/7561016
http://blog.csdn.net/wangyangzhizhou/article/details/45441355，这个没有看懂例子。