管道-过滤器风格

管道-过滤器风格最早出现在UNIX中，适用于对有序数据进行一系列已定义独立计算的应用程序。每个组件（过滤器）都有一组输入集和输出集，从输入源读入数据流、在输出池产生输出数据流，并对输入流做内部转换和增量计算——因此在输入数据流被全部处理之前，输出就已经开始了，这是它区别于批处理序列的关键：过滤器必须是独立实体，不能与其他过滤器共享状态，也无须知道连接到自己的其他过滤器的存在，只关注自己输入输出管道上的数据流；整体输出结果的正确性不应依赖内部过滤器的执行顺序。若某个过滤器把输入当作一个单一实体整体处理完才产生输出，管道就不再提供”数据流”的增量效果，整个系统退化为批处理序列——这种退化是该风格最容易被误用的地方。优点包括：组件行为互不影响，系统易理解；只要数据格式一致任意两个过滤器都能连接，支持重用；新过滤器易加入、旧过滤器可被替换，易维护扩展；支持吞吐量分析、死锁分析等专属分析；支持并发执行。缺点包括：容易被误用退化为批处理风格；不适用于交互性很强的应用（增量显示与过滤器输出数据的粒度差距太大）；数据传输时可能被迫采用底层公共命名格式，增加解析/反解析的额外复杂度。传统编译器常被当作该风格的典型案例，但实际上编译器各阶段（词法/语法/语义分析）共享一张独立于数据流之外的符号表，用纯管道-过滤器描述并不精确，现代编译器结构更多表示为以数据为中心的黑板系统架构风格。

结构图：

flowchart LR
    A[数据源] --> F1[过滤器1<br/>独立实体，不共享状态]
    F1 -->|管道：信息流导管| F2[过滤器2]
    F2 -->|管道| F3[过滤器3]
    F3 --> B[数据汇]
    S[(共享符号表<br/>独立于数据流之外)] -.被各过滤器读写.-> F1
    S -.-> F2
    S -.-> F3