Java流水线Pipeline设计模式 全球热头条

概述

管道模式背后的主要思想是创建一组操作（管道）并通过它传递数据。跟责任链和装饰器模式相比，Pipeline的主要优势在于它对结果的类型具有灵活性。

管道可以处理任何类型的输入和输出。

不可变管道

让我们创建一个不可变的管道的例子。从管道接口开始：

(资料图)

public interface Pipe {    OUT process(IN input);}

这是一个非常简单的接口，只有一个方法，它接受输入并产生输出。接口是参数化的，我们可以在其中提供任何实现。

现在，让我们创建一个管道类：

public class Pipeline {    private Collection> pipes;    private Pipeline(Pipe pipe) {        pipes = Collections.singletonList(pipe);    }    private Pipeline(Collection> pipes) {        this.pipes = new ArrayList<>(pipes);    }    public static  Pipeline of(Pipe pipe) {        return new Pipeline<>(pipe);    }    public  Pipeline withNextPipe(Pipe pipe) {        final ArrayList> newPipes = new ArrayList<>(pipes);        newPipes.add(pipe);        return new Pipeline<>(newPipes);    }    public OUT process(IN input) {        Object output = input;        for (final Pipe pipe : pipes) {            output = pipe.process(output);        }        return (OUT) output;    }}

因为我们需要一个类型安全级别，并且不允许使管道失效，所以在添加新管道时，将产生一个新的独立管道。

简单管道

我们可以稍微简化上面的例子，并完全去掉Pipeline类：

public interface Pipe {    OUT process(IN input);    default  Pipe add(Pipe  pipe) {        return input -> pipe.process(process(input));    }}

与以前使用管道的实现相比，此解决方案非常简单和灵活。

改进

我们可以用现有的Function接口替代它：

public interface Function {    //...    R apply(T t);    //...}

此外，Function接口包含两个有用的方法，其中一个是andThen：

default  Function andThen(Function after) {    Objects.requireNonNull(after);    return (T t) -> after.apply(apply(t));}

我们可以使用它来代替以前的add方法。此外，Function接口提供了一种在管道开始时添加函数的方法：

default  Function compose(Function before) {    Objects.requireNonNull(before);    return (V v) -> apply(before.apply(v));}

通过使用Function，我们可以创建非常灵活和易于使用的管道：

@Testvoid whenCombiningThreeFunctions_andInitializingPipeline_thenResultIsCorrect() {    Function square = s -> s * s;    Function half = s -> s / 2;    Function toString = Object::toString;    Function pipeline = square.andThen(half)        .andThen(toString);    String result = pipeline.apply(5);    String expected = "12";    assertEquals(expected, result);}

我们可以使用BiFunctions扩展管道：

@Testvoid whenCombiningFunctionAndBiFunctions_andInitializingPipeline_thenResultIsCorrect() {    BiFunction add = Integer::sum;    BiFunction mul = (a, b) -> a * b;    Function toString = Object::toString;    BiFunction pipeline = add.andThen(a -> mul.apply(a, 2))        .andThen(toString);    String result = pipeline.apply(1, 2);    String expected = "6";    assertEquals(expected, result);}

因为andThen方法采用Function，所以我们必须将mul BiFunction转换为一个Function。

结论

Pipeline模式适用于流式递归传递输入和处理后的输出，对于比较简单的场景，使用Java函数接口是挺不错的选项。

关键词：