Java 的双重分发与 Visitor 模式

Java 的双重分发与 Visitor 模式

双重分发(Double Dispatch)

什么是双重分发?

谈起面向对象的程序设计时,常说起的面向对象的「多态」,其中关于多态,经常有一个说法是「父类引用指向子类对象」。

这种父类的引用指向子类对象的写法类似下面这种:

Animal animal = new Dog(); 
animal.bark(); 

另一种常用的形式是

 public class Keeper { 
  
     public void say(Animal a) { 
         System.out.println("Animal say"); 
     } 
  
     public void say(Dog dog) { 
         System.out.println("dog say"); 
     } 
} 
Animal animal = new Animal(); 
Animal dog = new Dog(); 
Keeper keeper = new Keeper(); 
keeper.say(animal); 
keep.say(dog); 

那上面的keeper调用两次say的时候,会输出什么内容呢?会调用到两个不同的方法吗?

实际上在这两次调用的时候,都会调用到say(Animal a)这个方法。由于这些内容在编译期就能确实下来,这就是 Java 的 静态分发。

Java 的双重分发与 Visitor 模式

从上面的图我们看到,对于两次调用生成的字节码,确实都指向了say(Animal a)这个方法,运行时直接执行方法,输出了对应的内容。

那对应的animal.bark() 为什么最终会调用到 dog 类的方法?这是在运行时确定具体的方法接收者的类型并执行。这就是所谓的动态分发,在运行时确定具体的方法,实现面向对象的多态。

分发(Dispatch)

分发就是指最终确定一个要执行的方法的过程。

对于 Java 等静态语言来说,都是通过 单一分发(Single Dispatch)来进行的方法执行。

比如这样一行代码

dog.eat(new Bone()) 

最终执行要选择的eat方法,只会根据dog的具体类型选择到对应的方法,而传入的参数并不能影响到对应方法的选择,这种就是 single Dispatch

为了让传入的真实参数,这里就是Bone来真正起到作用,就需要用到Double Dispatch或者叫做Multiple Dispatch

也就是说最终决定调用方法是哪一个的,不仅仅是方法的接收者,还受参数类型的决定。

Visitor 模式

在GoF 的设计模式中,Visitor 模式就使用到了Double Dispatch 达到了调用真实对象的目的。

对于Visitor 模式,最常用的例子是树的遍历。比如在处理到节点和树叶时的方式有区别,此归通过 visitor 的双重分发,实现对于不同的 Element ,执行不同的内容。

代码类似这样:

node.accept(new ConcreateVisitor()); 
leaf.accept(new ConcreateVisitor()); 

node 中的 accept方法,会将自己的真实类型再次传递回visitor

public void accept(Visitor v) { 
    v.visit(this); 
} 

此时,在visitor中,就能根据真实的类型来调用具体的方法,对应node 和 leaf 分别有类似这样的方法:

public void visit(Node n); 
public void visit(Leaf l); 

Visitor 总结起来一般是包含 visitor 接口,在visitor 接口中,包含各个即将被访问的 Element对象的处理逻辑。在 各个Element 的具体实现中,再将自己的类型传递回visitor 进行二次分发,实现确切逻辑的调用。

在Tomcat中的应用

Visitor 在Tomcat中也有应用,典型的是解析EL表达式。

比如org.apache.el.parser.Node

这个类中包含一个accept(NodeVisitor visitor)方法

实际的 Node 类型有很多,但在真实调用的这个时候,会通过

public void accept(NodeVisitor visitor) throws Exception { 
        visitor.visit(this); 

将真实类型传回visitor, vistor中会调用具体的方法,从而实现参数也能起到决定作用的功能。

public void visit(Node node) throws ELException { 
        if (node instanceof AstFunction) { 
 
            AstFunction funcNode = (AstFunction) node; 
 
            Method m = null; 
 
           } else if (xxx) { 
    } 

这里一般会声明多个visit方法,然后上面的visit(this)会直接定位到目标方法上。

以上就是 Java 中的各类分发,以及 visitor这种模式通过模式的形式来实现双重分发的效果。

【本文为51CTO专栏作者“侯树成”的原创稿件,转载请通过作者微信公众号『Tomcat那些事儿』获取授权】

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原文 

http://zhuanlan.51cto.com/art/201807/578177.htm

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