（一）介绍
管道这个名字源于自来水厂的原水处理过程。原水要经过管道，一层层地过滤、沉淀、去杂质、消毒，到管道另一端形成纯净水。我们不应该把所有原水的过滤都放在一个管道中去提纯，而应该把处理过程进行划分，把不同的处理分配在不同的阀门上，第一道阀门调节什么，第二道调节什么……最后组合起来形成过滤纯净水的管道。
这种处理方式实际上体现了一种分治（Divid and Conquer）思想，这是一种古老且非常有效的思想。接下来，我们来看管道模式的实际应用。
（二）链式管道
一个典型的管道模式，会涉及以下3个主要的角色。
（1）阀门：处理数据的节点。（2）管道：组织各个阀门。（3）客户端：构造管道并调用。
对应现实生活中的管道，我们一般使用一个单向链表数据结构作为来实现，如图所示。这也是链式管道区别于拦截器模式之处。其实在功能上，拦截器、管道、过滤器、责任链有类似之处，在实际工作中，我们可以根据具体情况灵活选用。
为了便于理解，我找了一个管道阀门的图，结合上图可以更加容易理解。
【1】管道和阀门的整体结构就类似于一个链表结构，其中阀门是链表中的节点
【2】管道中可以添加和删除阀门，阀门按照顺序依次进行处理
【3】阀门可以根据需要对管道输入进行过滤处理。
基于上面的分析，我们可以按照下面的步骤实现一个简单的链式管道。
（1）阀门接口
/**
* 阀门接口
*
* @author zhangyu
* @date 2022/12/4
**/
public interface Valve {
/**
* 获取下一个阀门节点
*/
Valve getNext();
/**
* 设置下一个阀门节点
*/
void setNext(Valve v);
/**
* 当前阀门处理逻辑
*/
void invoke(String s);
}
（2）管道接口：
/**
* 管道接口
*
* @author zhangyu
* @date 2022/12/4
**/
public interface Pipeline {
/**
* 获取管道中的第一个阀门节点
*/
public Valve getHead();
/**
* 获取管道中的第一个尾部阀门节点
*/
public Valve getTail();
/**
* 设置管道中的第一个尾部阀门节点
*/
public void setTail(Valve v);
/**
* 为管道添加阀门节点
*/
public void addValve(Valve v);
}
2．创建阀门的基础实现
/**
* 阀门的基础实现
*
* @author zhangyu
* @date 2022/12/4
**/
public abstract class ValveBase implements Valve {
public Valve next;
public Valve getNext() {
return next;
}
public void setNext(Valve v) {
next = v;
}
public abstract void invoke(String s);
}
3．实现具体的阀门
普通阀门一：当前模拟实现的场景是将输入字符串中的11替换为first字符串
public class FirstValve extends ValveBase {
public void invoke(String s) {
s = s.replace("11", "first");
System.out.println("FirstValve阀门处理后结果" + s);
getNext().invoke(s);
}
}
（2）普通阀门二：：当前模拟实现的场景是将输入字符串中的22替换为second字符串
public class SecondValve extends ValveBase {
@Override
public void invoke(String s) {
s = s.replace("22", "second");
System.out.println("SecondValve阀门处理后结果" + s);
getNext().invoke(s);
}
}
（3）尾阀门：
public class TailValve extends ValveBase {
public void invoke(String s) {
s = s.replace("33", "third");
System.out.println("TailValve阀门处理后结果" + s);
}
}
4．实现具体的管道
public class StandardPipeline implements Pipeline {
protected Valve head;
protected Valve tail;
public Valve getHead() {
return head;
}
public Valve getTail() {
return tail;
}
public void setTail(Valve v) {
tail = v;
}
/**
* 往链表依次添加节点
*/
public void addValve(Valve v) {
if (head == null) {
// 如果链表为空则当前节点为头结点
head = v;
v.setNext(tail);
} else {
// 将当前节点添加依次添加到队列
Valve current = head;
while (current != null) {
// 当前节点放入队列尾部，但是需要在tail尾结点前面
if (current.getNext() == tail) {
current.setNext(v);
v.setNext(tail);
break;
}
current = current.getNext();
}
}
}
}
5．组装管道，实现客户端调用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
String s = "11,22,33";
System.out.println("原始输入 : " + s);
StandardPipeline pipeline = new StandardPipeline();
TailValve tail = new TailValve();
FirstValve first = new FirstValve();
SecondValve second = new SecondValve();
// 设置管道尾部节点
pipeline.setTail(tail);
// 依次将节点加入至管道链表中
pipeline.addValve(first);
pipeline.addValve(second);
// 从管道头部开始处理
pipeline.getHead().invoke(s);
}
}
6．执行客户端程序并输出结果
【完整代码】
Github代码