第十二章：实现 Facade（外观模式）-MiniTomcat

代长亚2024-11-232025-09-05

功能目标：

使用 Facade 模式简化外部对 Servlet API 的访问，隐藏内部复杂的实现细节，提供更简洁的接口供外部调用。

实现内容：

Facade 模式：Facade 是一种设计模式，用于封装复杂的子系统。通过封装，Facade 提供了一个统一的接口，使得外部系统在不需要了解内部实现的情况下，依然能够轻松访问子系统的功能。
在 Servlet 容器中，我们可以通过 Facade 包装如 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 等对象，限制对内部结构的直接访问，简化对外接口的复杂度。
RequestFacade 和 ResponseFacade 类作为具体实现，它们封装了 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse，隐藏了请求和响应的复杂细节，提供标准的请求和响应接口。

示例功能：

创建一个 RequestFacade 类，封装实际的请求对象，屏蔽不必要的内部细节，简化外部对请求的访问。

12.1 Facade 模式设计

Facade 模式的关键是将复杂的子系统操作封装在一个简单的接口中。对于 Web 容器而言，我们需要简化客户端访问 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 的复杂性，同时隐藏底层实现的细节。

我们将 RequestFacade 和 ResponseFacade 提供给用户，代替直接使用 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse。

12.2 实现 RequestFacade 类

RequestFacade 类封装了对 HttpServletRequest 的操作，隐藏了请求的复杂实现细节。客户端通过 RequestFacade 来访问请求的相关信息。

package com.daicy.minitomcat;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;

public class RequestFacade extends HttpServletRequestWrapper {
    /**
     * Constructs a request object wrapping the given request.
     *
     * @param request
     * @throws IllegalArgumentException if the request is null
     */
    public RequestFacade(HttpServletRequest request) {
        super(request);
    }
}

getRequestURI()：获取请求的 URI。
getHeaderNames()：获取请求头的名称。
getHeader(String name)：根据头名称获取请求头的值。
getParameter(String name)：获取请求参数。
getMethod()：获取请求方法（如 GET、POST 等）。

通过封装 HttpServletRequest，外部系统不需要直接与复杂的请求对象交互，只需使用 RequestFacade 提供的简洁接口。

12.3 实现 ResponseFacade 类

ResponseFacade 类封装了对 HttpServletResponse 的操作，隐藏了响应的复杂实现细节。客户端通过 ResponseFacade 来操作响应数据。

package com.daicy.minitomcat;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletResponseWrapper;

public class ResponseFacade extends HttpServletResponseWrapper {
    /**
     * Constructs a response adaptor wrapping the given response.
     *
     * @param response
     * @throws IllegalArgumentException if the response is null
     */
    public ResponseFacade(HttpServletResponse response) {
        super(response);
    }
}

setStatus(int statusCode)：设置响应的状态码。
setHeader(String name, String value)：设置响应头。
write(String content)：将内容写入响应体。
sendRedirect(String location)：发送重定向响应。

通过 ResponseFacade，外部系统可以更简单地管理 HTTP 响应。

12.4 使用 Facade 模式简化代码

在 Web 服务器的实现中，RequestFacade 和 ResponseFacade 简化了请求和响应的处理，让外部调用更加直观。

RequestFacade requestFacade = new RequestFacade(request);
ResponseFacade responseFacade = new ResponseFacade(response);

headerHandler.applyHeaders(requestFacade, responseFacade, requestFacade.getSession().getId());
List<Filter> filters = HttpServer.filterManager.getFilters();
FilterChain filterChain = new FilterChain() {
    int index = 0;
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException, ServletException {
        if (index == filters.size()) {
            try {
                wrapper.invoke((HttpServletRequest) request, (HttpServletResponse) response);
            } catch (Exception e) {
                HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) response;
                // 捕获异常并设置错误状态码
                httpServletResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);
                httpServletResponse.getWriter().write("Internal Server Error: " + e.getMessage());
            }
        } else {
            Filter filter = filters.get(index);
            index++;
            filter.doFilter(request, response, this);
        }
    }
};
filterChain.doFilter(requestFacade, responseFacade);

在 ServletProcessor 类中，通过 RequestFacade 和 ResponseFacade 处理请求和响应，使得外部调用变得简单。

12.5 学习收获

通过实现 Facade 模式，我们学到了以下内容：

Facade 模式的设计思想：Facade 模式通过封装复杂的子系统，提供了一个简化的接口，使得外部系统不需要了解内部的实现细节。
简化接口设计：通过 RequestFacade 和 ResponseFacade，我们能够把复杂的请求和响应处理逻辑隐藏在内部，只暴露简单易用的接口给外部调用者。
提高安全性和易用性：Facade 模式通过限制对复杂系统的直接访问，提供了更高的安全性，同时降低了外部系统的使用难度。

通过 Facade 模式，我们使得 Web 服务器的接口变得更加简洁和安全，同时也更易于扩展和维护。

项目源代码地址：

https://github.com/daichangya/MiniTomcat/tree/chapter12/mini-tomcat