前端控制器模式
前端控制器模式（Front Controller Pattern）是一种企业级设计模式，主要用于集中处理客户端请求，提供统一的入口点来管理 Web 应用程序的请求处理流程。它通过一个中心控制器（前端控制器）协调所有请求的分发、认证、日志记录等操作，简化了请求处理逻辑，提高系统的可维护性和一致性。常用于 Java EE 的 Web 开发框架（如 Spring MVC、Struts）。
前端控制器模式的组成
前端控制器模式通常包含以下几个角色：
- 前端控制器（Front Controller）：核心组件，负责接收所有客户端请求，执行通用处理（如认证、日志记录），并将请求分发到适当的处理程序。
- 处理程序（Handler/Command）：负责处理具体的业务逻辑，通常由前端控制器调用。
- 视图（View）：负责渲染响应结果，展示给用户。
- 客户端（Client）：发起请求的实体，通常是浏览器或其他用户代理。
工作原理
- 客户端发送请求到前端控制器。
- 前端控制器执行通用处理（如验证用户权限、记录日志）。
- 前端控制器根据请求信息（如 URL、参数）分发到对应的处理程序。
- 处理程序执行业务逻辑，生成数据并返回。
- 前端控制器选择适当的视图，将数据传递给视图进行渲染。
- 视图生成响应，返回给客户端。
UML 类图
┌────────────────┐
│ Client │
├────────────────┤
│ │
└────────────────┘
↑
│
┌────────────────┐
│ FrontController│
├────────────────┤
│ handleRequest()│
└────────────────┘
↑
│
┌────────────────┐ ┌────────────────┐
│ Handler │ │ View │
├────────────────┤ ├────────────────┤
│ execute() │ │ render() │
└────────────────┘ └────────────────┘代码示例（以 Java 为例）
以下是一个前端控制器模式的简单实现，模拟一个 Web 应用的请求处理流程：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
// 视图接口
interface View {
void render(Map data);
}
// 具体视图：主页视图
class HomeView implements View {
@Override
public void render(Map data) {
System.out.println(“渲染主页视图: ” + data.get(“message”));
}
}
// 具体视图：用户视图
class UserView implements View {
@Override
public void render(Map data) {
System.out.println(“渲染用户视图: 用户名=” + data.get(“username”));
}
}
// 处理程序接口
interface Handler {
Map execute();
}
// 具体处理程序：主页处理
class HomeHandler implements Handler {
@Override
public Map execute() {
Map data = new HashMap<>();
data.put(“message”, “欢迎访问主页！”);
return data;
}
}
// 具体处理程序：用户处理
class UserHandler implements Handler {
@Override
public Map execute() {
Map data = new HashMap<>();
data.put(“username”, “张三”);
return data;
}
}
// 前端控制器
class FrontController {
private Map handlerMap = new HashMap<>();
private Map viewMap = new HashMap<>();
public FrontController() {
// 初始化处理程序和视图映射
handlerMap.put("/home", new HomeHandler());
handlerMap.put("/user", new UserHandler());
viewMap.put("/home", new HomeView());
viewMap.put("/user", new UserView());
}
// 通用处理（如认证、日志）
private void preprocess() {
System.out.println("执行前置处理：验证用户权限、记录日志");
}
// 处理请求
public void handleRequest(String requestPath) {
preprocess();
// 获取处理程序
Handler handler = handlerMap.get(requestPath);
if (handler == null) {
System.out.println("404: 请求路径 " + requestPath + " 不存在");
return;
}
// 执行处理程序
Map<String, String> data = handler.execute();
// 获取视图并渲染
View view = viewMap.get(requestPath);
if (view != null) {
view.render(data);
} else {
System.out.println("404: 视图 " + requestPath + " 不存在");
}
}}
// 测试代码
public class FrontControllerPattern {
public static void main(String[] args) {
FrontController controller = new FrontController();
// 模拟客户端请求
System.out.println("请求 /home：");
controller.handleRequest("/home");
System.out.println("\n请求 /user：");
controller.handleRequest("/user");
System.out.println("\n请求 /invalid：");
controller.handleRequest("/invalid");
}}
输出：
请求 /home：
执行前置处理：验证用户权限、记录日志
渲染主页视图: 欢迎访问主页！
请求 /user：
执行前置处理：验证用户权限、记录日志
渲染用户视图: 用户名=张三
请求 /invalid：
执行前置处理：验证用户权限、记录日志
404: 请求路径 /invalid 不存在前端控制器模式的特点
- 优点：
- 集中控制：所有请求通过单一入口，统一处理认证、日志、错误等逻辑。
- 简化客户端代码：客户端无需关心请求分发和处理细节。
- 提高一致性：通用逻辑（如权限验证）在前端控制器中集中实现。
- 易于维护：修改通用逻辑只需更新前端控制器。
- 缺点：
- 前端控制器可能成为瓶颈，复杂逻辑可能导致性能问题。
- 如果设计不当，前端控制器可能变得臃肿，职责不够单一。
- 增加了一层间接性，可能增加系统复杂性。
使用场景
- Web 应用程序需要统一处理请求的场景：
- Java EE 框架（如 Spring MVC、Struts）中的 DispatcherServlet。
- 集中式认证、日志记录、请求路由。
- 需要分离表示层和业务逻辑的场景：
- 处理 HTTP 请求并分发到不同控制器或服务。
- 需要统一管理错误处理、国际化等通用逻辑的场景：
- 统一异常处理、响应格式化。
- 动态选择视图（如 JSP、Thymeleaf）。
注意事项
- 与 MVC 模式的关系：前端控制器模式常与 MVC 模式结合使用，前端控制器通常充当 MVC 中的控制器角色，负责请求分发。
- 与命令模式的结合：前端控制器可与命令模式结合，将请求封装为命令对象，进一步解耦处理逻辑。
- 性能优化：前端控制器需高效处理请求，避免成为性能瓶颈，可通过缓存或异步处理优化。
- 职责清晰：前端控制器应只负责请求分发和通用处理，具体业务逻辑交给处理程序。
- 与拦截器模式的区别：
- 前端控制器模式关注请求的集中分发和通用处理。
- 拦截器模式关注请求的预处理和后处理，通常与前端控制器配合使用。
总结
前端控制器模式通过提供统一入口点，集中管理 Web 应用程序的请求处理，简化了客户端代码并提高了系统的一致性和可维护性。它广泛应用于 Web 框架（如 Spring MVC），适合需要统一处理请求、认证或日志的场景。设计时需注意控制器的职责划分和性能优化，以避免过于复杂或成为瓶颈。