分治思维谈管道模式
本文摘自我的公众号:【陶朱公Boy】。也欢迎大家关注我的公众号,里面有很多优质的文章包括架构、面试、学习方法论等。
文章:《分治思维谈管道模式》
回复关键字”pipeline“进行源码下载!
概述
今天跟大家分享一个程序员的底层思维-分治思维。
分治(Divid and Conquer)思想,是一种古老的、非常有效的思想。传说,罗马帝国的凯撒大帝就是采用这一思想策略征服了高卢人。
分治,从字面理解,就是分而治之;然而,分而治之并不是分治的全部。
实际上,除了我们常规理解的”分治“ 即”分解+治理“,”分治并“ 也是一种分治。分治并的过程是”分解+治理+合并“,合并的过程往往容易被忽视,但是实际应用中却很常见。比如,分治算法都有一个先分后合的过程;
再比如,分布式系统架构比如Hadoop,Map是分的过程,而Reduce是合的过程。
大部分问题可以通过分治解决,比如设计模式(管道模式)中的分治、团队拆分、分布式服务拆分等,然而另一些问题需要分治并,即分治算法和Hadoop来解决。
今天跟大家分享的管道模式其实就是分治思想的体现。
什么是管道模式
![](https://pic3.zhimg.com/80/v2-dbd748566705534c73a2679376385662_720w.jpg)
其实上述的这种过滤器层层处理的方式就是典型的分治思想。
在计算机世界中,也有很多这种思想的应用。
最有名的当属UNIX或者Linux中的管道了。
大家先看一个例子:
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-4c5a2871c3164545c7f02f24516fbf49_720w.png)
这个命令行中间起连接作用的竖杠符号”|“就是所谓的管道,类似自来水的管道,起到了阀门和连接的作用。
同样在管道设计模式中,主要有以下两个角色。
(1)阀门(Valve):用于处理数据的节点。
(2)管道(pipeline):用于组织各个阀门,串接各个阀门完成工作。
Valve和pipeline源自一些开源中间件比如Tomcat等术语。
实现思路上使用一个单向链表数据结构作为管道的实现。
如下图所示。在一个pipeline中,由Head Valve接受一个输入,再经由一个或多个Valve进行处理,最后由Tail Valve输出结果。
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-125621a2897f9f1894cc716ee3367855_720w.jpg)
有什么用?解决了什么问题?
我举几个现实生活中的场景举例说明一下:
微服务拆分
看了图一的管道示意图,大家有没有发现跟我们平时在开发的分布式应用很像,团队内部拆分了很多应用,调用的时候,形成了上下游调用关系,比如订单服务->库存服务等。这个就是分治d 思想体现。
2. 团队组织架构的拆分
一个技术团队,需要区分前端、后端、测试、UI、运维等吧。
...
代码实现
基于上述思想,我用Java来简单实现一版管道模式。
我们先定义一个阀门接口:
有一个setNext方法,每一个阀门处理完后需要流转进入下一个阀门。invoke方法是每一个阀门的处理入口。
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-99f79cd32d8a2a365dda5561237e1375_720w.jpg)
我们再定义一个阀门抽象类
我们抽象一个公共的阀门抽象类。此类实现了阀门接口。对setNext和getNext进行了简单封装。对invoke方法进行abstract修饰,目的是各个子类自己去实现该方法。比如具体的阀门:前置过滤器 Or 后置管理器等等。按照自己的特性过滤自己的行为。妥妥的模板设计模式。
![](https://pic1.zhimg.com/80/v2-f440d2302440c7131806c388ca6a6114_720w.jpg)
接下来是具体的抽象子类,也就是各个真正的阀门实现类。
这个阀门类,替换“11”字符串成“first”内容。
处理成功后调用下一个“阀门”。
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-0f8cc5cf4a850016dfb31232bcf87095_720w.jpg)
![](https://pic1.zhimg.com/80/v2-0fb69769a70dcfd5f7e93fc24de7e770_720w.jpg)
我们定义一个管道接口
此接口起到了串联各个阀门的作用。内部包含头部、中间、尾部阀门。
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-73c6877051b9aae701a7e5aef9513091_720w.jpg)
最后定义一个管道的实现类"StandardPipeline"
addValve方法用于固定“首阀门”,然后在“首阀门”存在的情况下源源不断的有序的插入”阀门“直到"Tail阀门"节点。
![](https://pic1.zhimg.com/80/v2-a59fa85ed8cd9e0043f504357d37aa30_720w.jpg)
本地Demo测试一下
我们写一个Demo来跑下,看下效果。
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-5176d11b14072090b00fdfa181938e49_720w.jpg)
输出如下:
![](https://pic4.zhimg.com/80/v2-e5634ef076db97c7e5253cf33e10199f_720w.jpg)
结尾
通过以上步骤,我们用代码简单实现一个“管道模式”。建议大家下载源码(公众号【陶朱公Boy】回复"pipeline"下载)本地跑一下,这样才能更加深入的把握细节,理解的也更透彻!
本文完!