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  • struts2拦截器的实现原理及源码剖析

    拦截器(interceptor)是Struts2最强大的特性之一,也可以说是struts2的核心,拦截器可以让你在Action和result被执行之前或之后进行一些处理。同时,拦截器也可以让你将通用的代码模块化并作为可重用的类。Struts2中的很多特性都是由拦截器来完成的。拦截是AOP(Aspect Objected Programing:面向切面编程)的一种实现策略。在Webwork的中文文档的解释为:拦截器是动态拦截Action调用的对象。它提供了一种机制可以使开发者可以定义在一个action执行的前后执行的代码,也可以在一个action执行前阻止其执行同时也是提供了一种可以提取action中可重用的部分的方式。谈到拦截器,还有一个词大家应该知道——拦截器链(Interceptor Chain,在Struts 2中称为拦截器栈Interceptor Stack)。拦截器链就是将拦截器按一定的顺序联结成一条链。在访问被拦截的方法或字段时,拦截器链中的拦截器就会按其之前定义的顺序被调用。

    一.拦截器的实现原理:

      大部分时候,拦截器方法都是通过代理的方式来调用的。Struts 2的拦截器实现相对简单。当请求到达Struts 2的ServletDispatcher时,Struts 2会查找配置文件,并根据其配置实例化相对的拦截器对象,然后串成一个列表(list),最后一个一个地调用列表中的拦截器。事实上,我们之所以能够如此灵活地使用拦截器,完全归功于“动态代理”的使用。动 态代理是代理对象根据客户的需求做出不同的处理。对于客户来说,只要知道一个代理对象就行了。那Struts2中,拦截器是如何通过动态代理被调用的呢? 当Action请求到来的时候,会由系统的代理生成一个Action的代理对象,由这个代理对象调用Action的execute()或指定的方法,并在 struts.xml中查找与该Action对应的拦截器。如果有对应的拦截器,就在Action的方法执行前(后)调用这些拦截器;如果没有对应的拦截 器则执行Action的方法。其中系统对于拦截器的调用,是通过ActionInvocation来实现的。代码如下:
    if (interceptors.hasNext()) {
    Interceptor interceptor=(Interceptor)interceptors.next();
    resultCode = interceptor.intercept(this);
    } else {
    if (proxy.getConfig().getMethodName() == null) {
    resultCode = getAction().execute();
    } else {
    resultCode = invokeAction(getAction(), proxy.getConfig());
    }
    }

    可以发现Action并没有与拦截器发生直接关联,而完全是代理在组织Action与拦截器协同工作。如下图:struts2拦截器的实现原理及源码剖析    我们只知道拦截器调用栈的最底层,是Action方法的调用,却不知道Result的调用也是在栈底调用,之后才返回给上一个拦截器,层层退出
     

         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。

    二.拦截器执行分析

         我们大家都知道,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:
    public abstract class AroundInterceptor extends AbstractInterceptor {
    //com.opensymphony.xwork2.interceptor.AbstractInterceptor#int//ercept(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。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4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。

    3、如果最后一个拦截器中intercept()方法没有调用invocation.invoke()方法,那么将根据intercept()方法返回的字符串,去Result中寻找相应的视图.  (其实如果拦截没有调用invocation.invoke方法,毋庸置疑,他就是最后一个拦截器中(共两种)的一种了!!!!
    4.由责任链更深层次的剖析发现:上一个拦截器intercept()方法中invocation.invoke()方法的返回值(注意:是invoke方法的返回值)都是该拦截器调用的下一个拦截器intercept()方法的返回值(注意是intercept方法的返回值)。
      特殊情况:最后一个拦截器的
    intercept()方法中invocation.invoke()方法的返回值 就是它调用Action中方法的返回值。
    其实如果拦截调用invocation.invoke方法,即调用了Action中的方法,毋庸置疑,他就是最后一个拦截器的第二种了!!!!
    由此可见,上图内涵很丰富呀!!!!
     
        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(即此拦截器就是最后一个拦截器,而且没有调用Action),而是直接返回一个字符串,那么Struts2将根据此字符串去寻找result中相应的视图显示,那么整个执行将被中止。呵呵,这也是Intercept接口中intercept方法有一个返回值的原因所在!!!

    2. 拦截器的分类:
      我们可以以invocation.invoke()为界,将拦截器中的代码分成2个部分:
      1)before拦截器:在invocation.invoke()之前的代码,将会在invocation.invoke()代码执行之前执行,即在Action之前被依次顺序执行
      2)after拦截器:在invocation.invoke()之后的代码,
    ,将会在invocation.invoke()代码执行之后执行,即在Action之后被逆序执行
       注意:
    invocation.invoke()代码执行后,也就是说:不仅执行类Action,也执行类Result。因而,等退回到拦截器的调用代码时,Result已经生成,View已经确定,这时你再修改模型(Action的属性)或请求对象的属性,对视图不会有任何影响。 

      3)PreResultListener拦截器:
        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。
     
    下面是接口示例:
        public interface PreResultListener { 
             
            void beforeResult(ActionInvocation invocation, String resultCode); 
        }

    下面是拦截器注册示例:

      
      public String intercept(ActionInvocation invocation)
            throws Exception {
            invocation.addPreResultListener(new PreResultListener() {
                public void beforeResult(ActionInvocation invocation,
                                                String
    resultCode) {
                            /********** 要添加的代码  ***********/       
                }
            });
            String returnString = invocation.invoke();
            return returnString;
        }

    注意:
    在addPreResultListener里的异常,不会被Struts的框架捕获
    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。
       
    三.源码解析

        下面我们通过查看源码来看看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
    // * @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:
    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:
      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。
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