JSF框架中使用的设计模式介绍

JSF框架中使用的设计模式介绍

2007-08-09来自：lizhe1985[收藏到我的网摘]

设计模式可以帮助用户在更高层次上抽象细节，更好地理解体系结构。如果比较熟悉GoF设计模式和JavaServerFaces(JSF)框架，本文可以帮助您洞察JSF框架中使用的设计模式，深入理解其工作原理。

　本文探讨了JSF框架中使用的设计模式。详细讨论的设计模式包括Singleton、Model-View-Controller、FactoryMethod、State、Composite、Decorator、Strategy、TemplateMethod和Observer模式。

　　设计模式和JavaServerFaces(JSF)技术

　　首先简要地介绍一下模式和JSF框架。

模式。设计模式是对问题和解决方案进行抽象的普遍适用的方法。因为模式是所有开发人员和架构师公认的，所以模式可以节约时间和资源。用外行话来说，模式就是关于某个人所共知的问题的经过验证的解决方案。模式可以重用，重用使得解决方案更健壮。

JavaServerFaces。JSF体系结构是一种Web应用程序框架。它是JavaCommunityProcess(JCP)推动的，有望成为Web应用程序开发的标准框架。目前用于开发Web应用程序的框架有50多个，这说明迫切需要实现框架的标准化，这正是JSF框架的目标！

深入剖析JSF模式

　　现在我们来讨论JSF体系结构中的各种设计模式。本文将详细讨论Singleton、Model-View-Controller、FactoryMethod、State、Composite、Decorator、Strategy、TemplateMethod和Observer设计模式。我将分析每种模式的用途及其在JSF框架中的作用。

　　Singleton模式

　　Singleton模式的目的是保证类只有一个实例被加载，该实例提供一个全局访问点。当启动具有JSF支持的Web应用程序时，Web容器初始化一个FacesServlet实例。在这个阶段，FacesServlet对每个Web应用程序实例化Application和LifeCycle实例一次。这些实例就采用众所周知的Singleton模式，通常只需要该类型的一个实例。

　　使用JSF的Web应用程序只需要Application和LifeCycle类的一个实例。LifeCycle管理多个JSF请求的整个生命期。因为其状态和行为在所有请求之间共享，这些对象采用Singleton模式合情合理。LifeCycle维护的PhaseListeners也是Singleton模式的。PhaseListeners由所有JSF请求共享。在JSF框架中可以广泛使用Singleton模式，以减少内存占用和提供对象的全局访问。NavigationHandler（用于确定请求的逻辑结果）和ViewHandler（用于创建视图）也是使用Singleton模式的例子。

　　Model-View-Controller(MVC)

　　MVC模式的目的是从数据表示（View）中将数据（即Model）分离出来。如果应用程序有多种表示，可以仅替换视图层而重用控制器和模型代码。类似的，如果需要改变模型，可以在很大程度上不改变视图层。控制器处理用户动作，用户动作可能造成模型改变和视图更新。当用户请求一个JSF页面时，请求发送到FacesServlet。FacesServlet是JSF使用的前端控制器servlet。和其他很多Web应用程序框架一样，JSF使用MVS模式消除视图和模型之间的耦合。为了集中处理用户请求，控制器servlet改变模型并将用户导航到视图。

　　FacesServlet是JSF框架中所有用户请求都要经过的控制器元素。FacesServlet分析用户请求，使用托管bean对模型调用各种动作。后台（backing）或托管（managed）bean就是该模型的例子。JSF用户界面（UI）组件是视图层的例子。MVC模式把任务分解给具有不同技能的开发人员，使这些任务能够同时进行，这样GUI设计人员就可以使用丰富的UI组件创建JSF页面，同时后端开发人员可以创建托管bean来编写专门的业务逻辑代码。

　　FactoryMethod模式

　　FactoryMethod模式的目的是定义一个用于创建对象的接口，但是把对象实例化推迟到子类中。在JSF体系结构中，FactoryMethod模式被用于创建对象。LifeCycleFactory是一个创建和返回LifeCycle实例的工厂对象。LifeCycleFactory的getLifeCycle(StringLifeCycleId)方法采用FactoryMethod模式，根据LifeCycleId创建（如果需要）并返回LifeCycle实例。自定义的JSF实现可以重新定义getLifeCycle抽象方法来创建自定义的LifeCycle实例。默认的JSF实现提供默认的LifeCycle实例。此外，对于每个JSF请求，FacesServlet都从FacesContextFactory得到FacesContext。FacesContextFactory是一个抽象类，公开了getFacesContextAPI，JSF实现提供了FacesContextFactory和getFacesContextAPI的具体实现。这是另外一个使用FactoryMethod模式的例子，具体的FacesContextFactory实现创建FacesContext对象。

　　State模式

　　State模式的目的是在表示状态的不同类之间分配与状态有关的逻辑。FacesServlet对LifCycle实例调用execute和render方法。LifeCycle协调不同的Phrase以便执行JSF请求。在这里JSF实现就遵循了State模式。如果没有使用这种模式，LifeCycle实现就会被大量的条件（即“if”语句）搅得一塌糊涂。JSF实现为每个状态（或阶段）创建单独的类并调用step。phase是一个抽象类，定了每个step的公共接口。在JSF框架中定义了六个phrase（即step）：RestoreViewPhase、ApplyRequestValues、ProcessValidationsPhase、UpdateModelValuesPhase、InvokeApplicationPhase和RenderResponsePhase。

　　在State模式中，LifeCycle把FacesContext对象传递给phase。每个阶段或状态改变传递给它的上下文信息，然后设置FacesContext本身中的标志表明下一个可能的步骤。JSF实现在每个步骤中改变其行为。每个阶段都可以作为下一个阶段的起因。FacesContext有两种标志renderResponse和responseComplete可以改变执行的顺序。每个步骤执行完成后，LifeCycle检查上一阶段是否设置了这些标志。如果设置了responseComplete，LifeCycle则完全放弃请求的执行。如果经过某个阶段后设置了renderResponse标志，JSF就会跳过剩下的阶段而直接进入RenderResponse阶段。如果这两个标志都没有设置，LifeCycle就会按顺序继续执行下一步。

　　Composite模式

Composite模式让客户代码能够统一处理复合对象和基本对象。复合对象是基本对象的容器。在第一阶段（RestoreView阶段）和最后一个阶段（RenderResponse阶段），使用JSFUI组件构造UIView。UIComponentBase就是Composite模式中Component抽象类的一个例子。UIViewRoot是Composite类，而UIOutput（比方说）就是叶子（或者基本类）。UIComponentBase类定义了叶子和复合对象的公共方法，如编码/解码值和子节点管理函数。子节点管理函数，如getChildren，对于叶子节点返回空列表，对于复合节点则返回其子节点。

　　Decorator模式

　　Decorator模式的目的是不通过子类化动态扩展对象的行为。JSF框架有很多扩展点（即可插入机制）。JSF实现可使用Decorator模式替换默认的PropertyResolver、VariableResolver、ActionListener、NavigationHandler、ViewHandler或StateManager。通常自定义实现接受通过构造函数传递给它的默认实现的引用。自定义实现仅仅改写功能的一个子集，而将其他功能委托给默认实现。如果希望实现自定义的ViewHandler，改写默认ViewHandler实现的calculateLocale方法，可以像清单1那样编写CustomViewHandler类：

　　清单1.CustomViewHandler片段

publicclassCustomViewHandlerextendsViewHandler{
publicCustomViewHandler(ViewHandlerhandler){
super();
oldViewHandler=handler;
}
privateViewHandleroldViewHandler=null;
publicvoidrenderView(facesContextcontext,UIViewRootview)
{
//delegatemethodtooldViewHandler
oldViewHandler.renderView(context,view);
}
//customimplementationofcalculateLocalepublicLocale
calculateLocale(FacesContextcontext)
{
}
}

　　Strategy模式

　　Strategy模式的目的是封装不同的概念。JSF框架采用Strategy模式使用委托实现模型呈现UI组件。JSF技术支持两种呈现模型。在直接实现模型中，UI组件对收到的请求中的数据进行解码，然后编码这些数据进行显示。在委托实现模型中，解码和编码操作委托给和组建关联的专门呈现器。后一种模型利用了Strategy设计模式，比直接实现更灵活。在Strategy模式中，将不同的算法封装在单独的对象中，从而可以动态地改变算法。JSF实现可以用已有的renderkit实例注册另外的呈现器，当应用程序启动的时候，JSF实现读取配置文件将这些呈现器和UI组件联系在一起。

　　TemplateMethod模式

　　TemplateMethod模式的目的是将变化的步骤推迟到子类中，而在父类中定义那些固定的算法步骤。JSF框架通过PhraseListeners展现了TemplateMethod模式提供的功能。采用TemplateMethod（或者“hook”）使得Web作者可以为不同阶段之间的可选步骤提供实现，而主要阶段仍然和JSF框架的定义一致。JSF框架提供了PhaseListeners，概念上类似于TemplateMethod模式中的可变步骤。JSF框架有六个预定义的阶段，在每个阶段之间，Web作者可以实现PhaseListeners来提供类似于TemplateMethodhook的hook。事实上，这种结构比TemplateMethod模式更具有扩展性。可以通过注册PhraseId为ANY_PHRASE的PhaseListener在每个阶段后提供hook。如果PhaseId是ANY_PHASE，JSF实现就会在每个阶段之前和之后调用该PhaseListener。JSF框架中的实现略有不同，因为可以根本没有PhaseListener，但是在TemplateMethod模式中，子类通常重新定义父类中抽象的可变步骤。

　　Observer模式

　　Observer模式的目的是当目标对象的状态改变时自动通知所有依赖的对象（即观察器）。JSF在UI组件中实现了Observer模式。JSF有两类内建事件：ActionEvent和ValueChangedEvent。ActionEvent用于确定用户界面组件（如按钮）的激活。当用户单击按钮时，JSF实现通知添加到该按钮上的一个或多个动作监听程序。于是该按钮被激活，或者说按钮（主体）的状态改变了。添加到按钮上的所有监听程序（即观察器）都收到通知该主体状态已经改变。类似的，当输入UI组件中的值改变时，JSF实现通知ValueChangeListener。

　　结束语

　　JSF框架利用了Singleton、Model-View-Controller、FactoryMethod、State、Composite、Decorator、Strategy、TemplateMethod和Observer设计模式。因为它的体系结构建立在已经验证的设计模式的基础上，这是一个健壮的框架，模式在JSF框架中得到了很好的利用。