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HTTL (Hyper-Text Template Language) 是一個(gè)高性能的開(kāi)源JAVA模板引擎， 適用于動(dòng)態(tài)HTML頁(yè)面輸出， 可替代JSP頁(yè)面， 指令和Velocity相似。作者是阿里巴巴工程師梁飛，本文是在拜讀了HTTL的設(shè)計(jì)原則之后提煉出的部分通用設(shè)計(jì)原則。

模型劃分原則

按實(shí)體域，服務(wù)域，會(huì)話域劃分。

不管你做一個(gè)什么產(chǎn)品，都一定有一個(gè)被操作的主體，比如：服務(wù)框架管理的Service，任務(wù)框架管理的Task，Spring管理的Bean等，這就是實(shí)體域。

即然有被操作者，就一定有操作者，它管理被操作者的生命周期，發(fā)起動(dòng)作，比如：服務(wù)框架的ServiceInvoker,，任務(wù)框架的TaskScheduler，Spring的BeanFactory等，這就是服務(wù)域。

服務(wù)域發(fā)起動(dòng)作，在執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)有一些臨時(shí)狀態(tài)需要存儲(chǔ)交換，比如：Invacation，Execution，Request等，這就是會(huì)話域。

相應(yīng)的，在HTTL中：

• Engine 為服務(wù)域
  • 它是API的入口，并負(fù)責(zé)實(shí)體域Template的生命周期管理，它是Singleton單一實(shí)例的，加載后不可變，所以是線程安全的，它的初始化過(guò)程較重，請(qǐng)復(fù)用單例。
• Template 為實(shí)體域
  • 代表著被操作者，它是Prototype原型實(shí)例的，即每個(gè)模板產(chǎn)生一個(gè)實(shí)例，加載后不可變，同樣也是線程安全的，模板變化后，將產(chǎn)生不同的實(shí)例，而不改變?cè)瓕?shí)例。
• Context 為會(huì)話域
  • 持有操作過(guò)程中的所有可變狀態(tài)，它是ThreadLocal線程內(nèi)實(shí)例的，即不和其它線程競(jìng)爭(zhēng)使用，所以也是線程安全的，請(qǐng)不要跨線程傳遞，它的初始化過(guò)程很輕量，每次模板執(zhí)行前都新建實(shí)例，執(zhí)行完即銷(xiāo)毀。

這樣劃分的好處是，職責(zé)清晰，可變狀態(tài)集中，每個(gè)域都是無(wú)鎖線程安全的，保證在大并發(fā)下，不會(huì)降低系統(tǒng)的活性。

這些核心領(lǐng)域模型也就是HTTL的API(Application Programming Interface)，它是HTTL暴露給用戶的最少概念，也就是上面類(lèi)圖中的第一列。

擴(kuò)展點(diǎn)組裝原則

按“微核 插件”體系組裝。

但凡有生命力的產(chǎn)品，都是在擴(kuò)展性方面設(shè)計(jì)的比較好的，因?yàn)闆](méi)有哪個(gè)產(chǎn)品可以覆蓋所有需求，對(duì)于開(kāi)源軟件尤其如此。

所以，產(chǎn)品只有具有良好的擴(kuò)展性，允許用戶或第三方參與進(jìn)來(lái)，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，才能保持生命力。

怎么樣的擴(kuò)展性才是最好的？通常來(lái)講，就是沒(méi)有任何功能是硬編碼的，所有的功能都可被用戶替換。

那要如何才能做到這樣？一個(gè)重要的原則就是：平等對(duì)待第三方。

也就是凡是原作者能實(shí)現(xiàn)的功能，第三方也要能夠在不改變?cè)创a的前提下實(shí)現(xiàn)。

換言之，原作者應(yīng)把自己也當(dāng)作擴(kuò)展者，自己添加功能時(shí)，也要用第三方擴(kuò)展者同樣的方式進(jìn)行，而不要有特權(quán)。

要做到這一點(diǎn)，就需要一個(gè)良好的框架支撐，“微核 插件”是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，Eclipse, Maven等知名軟件都采用該體系。

什么是“微核 插件”？微核，即最小化核心，內(nèi)核只負(fù)責(zé)插件的組裝，不帶任何功能邏輯，所有功能都由可替換的插件實(shí)現(xiàn)，

并且，組裝過(guò)程應(yīng)基于統(tǒng)一的規(guī)則，比如基于setter注入，而不能對(duì)不同插件硬編碼組裝，這樣可以確保沒(méi)有任何功能在內(nèi)核中硬編碼。

比如：Spring, OSGI, JMX, ServiceLoader等都是常見(jiàn)的微核容器，它們負(fù)責(zé)基于統(tǒng)一規(guī)則的組裝，但不帶功能邏輯。

當(dāng)然，如果你不想帶這么重的框架，也可以自行實(shí)現(xiàn)，HTTL就采用自行實(shí)現(xiàn)的httl.util.BeanFactory作為組裝微核。

在Engine.getEngine()中調(diào)用了BeanFatory.createBean(Engine.class, properties)，

其中，properties即為httl.properties配置，BeanFatory基于setter方法，遞歸注入所有對(duì)象的屬性。

比如：httl.properties中配置了parser=httl.spi.parsers.CommentParser，

而DefaultEngine中有setParser(Parser parser)方法，就會(huì)被注入，并且Parser本身的屬性也會(huì)遞歸注入。

如果你需要擴(kuò)展或替換HTTL的實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參見(jiàn)：擴(kuò)展集成

既然非功能性的插件組裝過(guò)程，可以由微核框架來(lái)完成，那功能性的組裝怎么辦呢？

我們應(yīng)該把功能性的組裝過(guò)程也封裝成插件，即讓大插件組裝小插件，形成級(jí)聯(lián)組裝關(guān)系。

比如，HTTL的入口類(lèi)Engine的實(shí)例也是一個(gè)插件，它負(fù)責(zé)模板的緩存，加載，解析的總調(diào)度，即你可以替換DefaultEngine實(shí)現(xiàn)。

只需在httl.properties中配置：engine=com.your.YourEngine，可以將現(xiàn)有Parser等SPI注入你的Engine。

這些插件的接口，也就是HTTL的SPI(Service Provider Interface)，它是HTTL暴露給擴(kuò)展者的最小粒度的替換單元，也就是上面類(lèi)圖中的第二列。

整體分包原則

按復(fù)用度，抽象度，穩(wěn)定度分包。

• 復(fù)用度：
  • 每種用戶所需用到的類(lèi)，就是同一復(fù)用粒度的，比如：使用者和擴(kuò)展者，這樣可以減少代碼干擾，以及最大化復(fù)用。
• 穩(wěn)定度：
  • 被依賴包和依賴包的占比，如果一個(gè)包依賴很多包，那別的包變化都會(huì)引起它跟隨變化，所以它就不穩(wěn)定，反之即穩(wěn)定， 保持被依賴者總是比依賴者的穩(wěn)定度高，形成金子塔關(guān)系，這樣可以防止不穩(wěn)定性傳染，比如a包只依賴3個(gè)包，而b包依賴10個(gè)包，那就不要讓a包去依賴b包。
• 抽象度：
  • 包中抽象類(lèi)個(gè)數(shù)占比，比如包中有10個(gè)類(lèi)，其中3個(gè)為抽象類(lèi)(包括接口)，則抽象度為3/10， 保持包的穩(wěn)定度和抽象度成正比，即把抽象類(lèi)(包括接口)放到穩(wěn)定的包中，把具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)放到不穩(wěn)定的包中，這樣可以保持每層都有足夠的擴(kuò)展性。

穩(wěn)定度與抽象度關(guān)系如下圖：

也就是分包應(yīng)該如下：

其中上面那個(gè)包不依賴其它包。所以它很穩(wěn)定，應(yīng)盡量把抽象類(lèi)或接口放在這一層，

而下面那個(gè)包依賴了三個(gè)包，三個(gè)包變化都會(huì)引起它跟隨變化，所以它是不穩(wěn)定的，應(yīng)盡量把具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)放在這一層。

因穩(wěn)定度與抽象度成正比，所以不穩(wěn)定度與抽象度成反比，用反比方便畫(huà)圖，計(jì)算方式如下：

• (1) I = Ce / (Ca Ce)
  • I: Instability (不穩(wěn)定度)
  • Ca: Afferent Coupling (傳入依賴，也就是被其它包依賴的個(gè)數(shù))
  • Ce: Efferent Coupling (輸出依賴，也就是依賴其它包的個(gè)數(shù))
• (2) A = Na / Nc
  • A: Abstractness (抽象度)
  • Na: Number of abstract classes (抽象類(lèi)的個(gè)數(shù))
  • Nc: Number of classes (類(lèi)的個(gè)數(shù)，包括抽象類(lèi))
• (3) D = abs(1 - I - A) * sin(45)
  • D: Distance (偏差)
  • I: Instability (不穩(wěn)定度)
  • A: Abstractness (抽象度)

應(yīng)該保持偏差越小越好，即下圖所示交點(diǎn)都落在綠色反比線左右：

基于上面的原則，HTTL的包結(jié)構(gòu)整體上劃分為三層：(對(duì)應(yīng)上面類(lèi)圖中的三列)

• API (Application Programming Interface)
  • 模板引擎的使用者依賴的接口類(lèi)，也是核心領(lǐng)域模型所在，保持最少概念，并隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，其中Engine類(lèi)相當(dāng)于微內(nèi)核，只管理非功能性的擴(kuò)展點(diǎn)的加載，不硬編碼模板加載解析渲染的任何部分。
• SPI (Service Provider Interface)
  • 模板引擎的擴(kuò)展者依賴的接口類(lèi)，它依賴于API的領(lǐng)域模型，它是模板引擎功能正交分解的抽象層，以保證用戶可以最小粒度替換需要改寫(xiě)的地方，方便二次開(kāi)發(fā)。
• BUILT-IN (Built-in Implementation)
  • 內(nèi)置擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，它是SPI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，也是可被用戶替換的類(lèi)，它包含引擎所有做的事，包括擴(kuò)展點(diǎn)之間的組裝過(guò)程(可替換DefaultEngine)，以確保沒(méi)有功能換不掉，即平等對(duì)待擴(kuò)展者。

采用子包依賴父包風(fēng)格，所以將API放在根目錄，SPI接口獨(dú)立子包，各種實(shí)現(xiàn)放在SPI的下一級(jí)子包中。

• 使用者API導(dǎo)入：import httl.*;
• 擴(kuò)展者SPI導(dǎo)入：import httl.spi.*;

下圖是HTTL所有包的不穩(wěn)定度與抽象度的比值距陣：(下圖為JDepend繪制)

HTTL所有核心包都是靠近反比線的，即上圖中用綠色標(biāo)識(shí)的點(diǎn)，表示分包是合理的。

注：圖中黑色的點(diǎn)為util相關(guān)包，它們不抽象，卻被很多包依賴，只是內(nèi)部復(fù)用代碼，不影響整體設(shè)計(jì)，用戶請(qǐng)不要依賴HTTL的util類(lèi)。