设计模式行为型——责任链模式-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了设计模式行为型——责任链模式。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

什么是责任链模式

责任链模式的实现

责任链模式角色

责任链模式类图

责任链模式举例

责任链模式代码实现

责任链模式的特点

优点

缺点

使用场景

注意事项

实际应用

什么是责任链模式

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）又叫职责链模式，是一种行为型设计模式，它通过建立一个对象链来依次处理请求，将请求的发送者和接收者解耦，并允许多个对象都有机会处理请求。其目的是为了解决请求端与实现端的解耦。其实现过程类似递归调用。责任链模式的核心是定义责任链节点的接口以及节点之间的关系，它允许动态的增加和修改责任链中的节点。

责任链模式的实现

责任链模式角色

抽象处理者（Handler）：定义了处理请求的接口，并维护一个指向下一处理者的引用。通常包含一个处理方法 handleRequest()。
具体处理者（ConcreteHandler）：实现了抽象处理者接口，对请求进行具体处理，如果自身无法处理，则将请求转发给下一处理者。

责任链模式类图

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责任链模式举例

以公司采购审批为例，不同金额的采购需要不同人员的审批，比如20000以下需要项目经理审批，20000-50000需要部门经理审批，50000以上需要总经理审批。此时我们把审批流程可以看作一个审批责任链条，进而可以使用责任链模式。

责任链模式代码实现

实体请求类

package com.common.demo.pattern.chain;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 实体请求类
 * @date 2023/07/27 13:35:41
 */
public class PurchaseReq {

    /**
     * 请求类型
     */
    private int type;

    /**
     * 金额
     */
    private BigDecimal price;

    /**
     * 用途
     */
    private String purpose;

    public PurchaseReq(int type, BigDecimal price, String purpose) {
        this.type = type;
        this.price = price;
        this.purpose = purpose;
    }

    public int getType() {
        return type;
    }

    public void setType(int type) {
        this.type = type;
    }

    public BigDecimal getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(BigDecimal price) {
        this.price = price;
    }

    public String getPurpose() {
        return purpose;
    }

    public void setPurpose(String purpose) {
        this.purpose = purpose;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "PurchaseReq{" +
                "type=" + type +
                ", price=" + price +
                ", purpose=" + purpose +
                '}';
    }
}

抽象处理者角色

package com.common.demo.pattern.chain;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 抽象审批者处理类， 抽象处理者角色
 * @date 2023/07/27 13:44:42
 */
public abstract class Approver {

    Approver approver;
    String name;

    public Approver() {
    }

    public Approver(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 下一个处理者
     */
    public void setApprover(Approver approver) {
        this.approver = approver;
    }



    /**
     * 处理审批请求的方法，得到一个请求，处理是子类实现
     */
    public abstract void process(PurchaseReq purchaseReq);

}

具体处理者角色

package com.common.demo.pattern.chain;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 项目经理 具体审批者
 * @date 2023/07/27 13:49:16
 */
public class ProjectManager extends Approver {

    public ProjectManager(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void process(PurchaseReq purchaseReq) {
        // 小于 5000 项目经理审批即可
        if (purchaseReq.getPrice().compareTo(new BigDecimal(5000)) == -1) {
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，审批终结！");
        } else {
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，进入下一级审批！");
            approver.process(purchaseReq);
        }
    }
}
package com.common.demo.pattern.chain;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 部门经理 具体审批者
 * @date 2023/07/27 13:49:48
 */
public class DepartmentManager extends Approver{

    public DepartmentManager(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void process(PurchaseReq purchaseReq) {
        // 小于 20000 大于 5000， 部门经理审批即可
        if(purchaseReq.getPrice().compareTo(new BigDecimal(20000))==-1){
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，审批终结！");
        } else {
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，进入下一级审批！");
            approver.process(purchaseReq);
        }
    }
}
package com.common.demo.pattern.chain;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 总经理 具体审批者
 * @date 2023/07/27 13:50:45
 */
public class GeneralManager extends Approver {

    public GeneralManager(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void process(PurchaseReq purchaseReq) {
        // 大于 20000 ，总经理审批
        if (new BigDecimal(20000).compareTo(purchaseReq.getPrice()) == -1) {
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，审批终结！");
        } else {
            System.out.println("采购计划："+purchaseReq.getPurpose()+",被"+this.name+"处理，进入下一级审批！");
            approver.process(purchaseReq);
        }
    }
}

测试类

package com.common.demo.pattern.chain;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com
 * @version 1.0
 * @desc 测试类
 * @date 2023/07/27 14:23:01
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        PurchaseReq purchaseRequest1 = new PurchaseReq(1, new BigDecimal(1000), "购买饮水机");
        PurchaseReq purchaseRequest2 = new PurchaseReq(2, new BigDecimal(6000), "购买打印机");
        PurchaseReq purchaseRequest3 = new PurchaseReq(2, new BigDecimal(30000), "购买苹果笔记本办公");

        ProjectManager projectManager = new ProjectManager("项目经理");
        DepartmentManager departmentManager = new DepartmentManager("部门经理");
        GeneralManager generalManager = new GeneralManager("总经理");
        //设置下一级处理人
        projectManager.setApprover(departmentManager);
        departmentManager.setApprover(generalManager);
        //都从项目经理开始处理
        projectManager.process(purchaseRequest1);
        projectManager.process(purchaseRequest2);
        projectManager.process(purchaseRequest3);

    }
}

测试截图

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责任链模式的特点

优点

降低耦合度：将请求和处理分开，请求的发送者和接收者各个组件间完全解耦。
简化了对象：使得对象不需知道链的结构，请求者无需知道接受者，无需知道其如何处理。
增强灵活性：通过改变链内的成员或者调动它们的次序，允许动态地新增或者删除责任对象。
新增便捷性：增加新的请求处理类很方便。

缺点

因为只关心自己内部实现，不关心链内部结构，开发调试会比较麻烦。不容易确认调用的哪一个实现。
增加系统的资源消耗。因为链式调用，可能会进行很多次判断，因为每个实现都会判断是否能够处理该请求，不能处理则调用下一个，增加了系统开销。
不能保证请求被消化，因其特殊特性，在处理之前会判断是否能够处理，如果每一个链都不能处理，那么该请求无法被消化。

使用场景

有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理该请求由运行时刻自动确定。
在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。
可动态指定一组对象处理请求。

注意事项

合理设计责任链的节点：责任链模式的核心是将任务分解为一系列的处理节点，每个节点都有机会处理任务或将其传递给下一个节点。在设计责任链节点时，需要根据实际情况合理地划分节点责任，确保每个节点的功能清晰、独立、可扩展，并且能够按需组合形成不同的责任链。
灵活配置责任链：责任链模式支持动态配置责任链，也就是可以在运行时通过添加、移除或修改节点来构建不同的责任链。这种灵活性可以根据实际需求动态调整责任链的结构和顺序，但也需要注意避免责任链过长、过于复杂，以及节点的重叠或缺失等问题。
节点的执行顺序：责任链模式中，每个节点都有机会处理任务，但处理的顺序是非常重要的。在设计责任链时，需要仔细考虑节点的执行顺序，确保任务能够按照预期的流程依次经过每个节点，同时避免出现死循环或执行顺序混乱等问题。
避免责任链的滥用：责任链模式可以很好地解耦请求发送者和接收者之间的关系，但也容易被滥用。在应用责任链模式时，需要审慎选择，确保责任链模式能够带来真正的价值，而不是增加复杂性或降低代码可维护性。
错误处理机制：在责任链模式中，如果没有合适的节点处理任务，任务可能会无法得到处理或处理结果不符合预期。因此，在设计责任链时，需要考虑错误处理机制，例如设置默认处理节点、定义异常处理策略等，以确保任务能够得到妥善处理，并且在发生异常时能够及时进行处理和反馈。

实际应用

Spring框架中的拦截器：拦截器是Spring框架中的一种常见组件，它可以在请求处理前后进行一些额外的处理，例如身份验证、日志记录、权限控制等。拦截器就是利用了责任链模式来将多个处理对象构成一条拦截器链，然后逐个处理请求。Spring框架提供了很多拦截器，例如HandlerInterceptor、WebRequestInterceptor等。
Servlet中的过滤器：Servlet中的过滤器也是一种常见的使用责任链模式的场景。过滤器可以在请求处理前后进行一些额外的处理，例如安全认证、数据预处理、异常处理等。
Java 8中的Lambda表达式：Java 8中的Lambda表达式可以看作是一种函数式接口，它利用责任链模式来组合、封装和传递函数对象。Lambda表达式可以通过链式结构形成一个函数的序列，然后按顺序逐个执行这些函数并返回结果，从而可以在Java中实现函数式编程。
Netty中的处理器Pipeline：Netty是一种基于事件驱动的网络通信框架，它利用责任链模式和事件监听机制来处理请求。Netty中的处理器Pipeline是一条处理请求的链，该链中的每个处理器都可以对请求进行处理和传递，从而形成一个完整的事件处理流程。

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