职责链模式的注意事项和细节
- 将请求和处理分开,实现解耦,提高系统的灵活性
- 简化了对象,使对象不需要知道链的结构
- 性能会收到影响,特别是在链比较长的时间,因此需控制链中最大节点数量,一般通过Handler中设置一个最大节点数量,在setNext()方法中判断是否已经超过阈值,超过则不允许该链建立,避免出现超长链无意识地破坏系统性能.
一、什么是职责链模式
从文字角度出发，我们可以先将关注点放在“链”字上，很容易联想到链式结构，举个生活中常见的例子，击鼓传花游戏就是一个很典型的链式结构，所有人形成一条链，相互传递。而从另一个角度说，职责链就是所谓的多级结构，比如去医院开具病假条，普通医生只能开一天的证明，如果需要更多时常，则需将开具职责转交到上级去，上级医师只能开三天证明，如需更多时常，则需将职责转交到他的上级，以此类推，这就是一个职责链模式的典型应用。再比如公司请假，根据请假时常的不同，需要递交到的级别也不同，这种层级递进的关系就是一种多级结构。
职责链模式（Chain Of Responsibility），使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。UML结构图如下：
其中，Handler是抽象处理者，定义了一个处理请求的接口；ConcreteHandler是具体处理者，处理它所负责的请求，可访问它的后继者，如果可处理该请求就处理，否则就将该请求转发给它的后继者。
1. 抽象处理者
抽象处理者实现了三个职责：
- 定义一个请求的处理方法handlerMessage()，是唯一对外开放的方法
- 定义一个链的编排方式setNext()，用于设置下一个处理者
- 定义了具体的请求者必须实现的两个方法，即定义自己能够处理的级别的getHandlerLevel()方法及具体的处理任务echo()方法
1 public abstract class Handler {
2
3 private Handler nextHandler; //下一个处理者
4
5 public final Response handlerMessage(Request request) {
6 Response response = null;
7
8 if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) { //判断是否是自己的处理级别
9 response = this.echo(request);
10 } else {
11 if(this.nextHandler != null) { //下一处理者不为空
12 response = this.nextHandler.handlerMessage(request);
13 } else {
14 //没有适当的处理者，业务自行处理
15 }
16 }
17
18 return response;
19 }
20
21 //设定下一个处理者
22 public void setNext(Handler handler) {
23 this.nextHandler = handler;
24 }
25
26 //每个处理者的处理等级
27 protected abstract Level getHandlerLevel();
28
29 //每个处理者都必须实现的处理任务
30 protected abstract Response echo(Request request);
31
32 }
2. 具体处理者
这里我们定义三个具体处理者，以便能组成一条链，ConcreteHandlerB及ConcreteHandlerC就不再赘述了。
1 public class ConcreteHandlerA extends Handler {
2
3 @Override
4 protected Level getHandlerLevel() {
5 //设置自己的处理级别
6 return null;
7 }
8
9 @Override
10 protected Response echo(Request request) {
11 //完成处理逻辑
12 return null;
13 }
14
15 }
3. Level类
Level类负责定义请求和处理级别，具体内容需根据业务产生。
1 public class Level {
2 //定义一个请求和处理等级
3 }
4. Request类
Request类负责封装请求，具体内容需根据业务产生。
1 public class Request {
2
3 //请求的等级
4 public Level getRequestLevel() {
5 return null;
6 }
7
8 }
5. Response类
Response类负责封装链中返回的结果，具体内容需根据业务产生。
1 public class Response {
2 //处理者返回的数据
3 }
6. Client客户端
我们在场景类或高层模块中对类进行组装，并传递请求，返回结果。如下对三个具体处理者进行组装，按照1→2→3的顺序，并得出返回结果。
1 public class Client {
2
3 public static void main(String[] args) {
4 Handler handler1 = new ConcreteHandlerA();
5 Handler handler2 = new ConcreteHandlerB();
6 Handler handler3 = new ConcreteHandlerC();
7
8 //设置链中的阶段顺序 1->2->3
9 handler1.setNext(handler2);
10 handler2.setNext(handler3);
11
12 //提交请求返回结果
13 Response response = handler1.handlerMessage(new Request());
14 }
15
16 }
当然这是个未完成的模板，最终结果会因为 request.getRequestLevel() 为空而抛出异常，具体内容需根据业务逻辑进行编写。
二、职责链模式的应用
1. 何时使用
- 处理消息时
2. 方法
- 拦截的类都实现同一接口
3. 优点
- 将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性
- 简化了对象，使对象不需要知道链的结构
4. 缺点
- 性能会收到影响，特别是在链比较长的时候
- 调试不方便。采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂
- 不能保证请求一定被接收
5. 使用场景
- 有多个对象可以处理同一个请求
- 在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的提交请求
- 可动态指定一组对象处理请求
6. 应用实例
- 多级请求
- 击鼓传花
- 请假/加薪请求
- Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器
7. 注意事项
- 需控制链中最大节点数量，一般通过在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext()方法中判断是否已经超过阀值，超过则不允许该链建立，避免出现超长链无意识地破坏系统性能
三、职责链模式的实现
我们就以请假/加薪为例，实现一个较为简单的职责链模式。UML图如下：
1. 抽象管理者
通过Manager抽象类管理所有管理者，setSuperior()方法用于定义职责链的下一级，即定义当前管理者的上级。
1 public abstract class Manager {
2
3 protected String name;
4 protected Manager superior; //管理者的上级
5
6 public Manager(String name) {
7 this.name = name;
8 }
9
10 //设置管理者的上级
11 public void setSuperior(Manager superior) {
12 this.superior = superior;
13 }
14
15 //申请请求
16 public abstract void handlerRequest(Request request);
17
18 }
2. 具体管理者
经理类如下，只可批准两天以内的假期，其余请求将继续申请上级。
1 public class CommonManager extends Manager {
2
3 public CommonManager(String name) {
4 super(name);
5 }
6
7 @Override
8 public void handlerRequest(Request request) {
9 if (request.getRequestType().equals("请假") && request.getNumber() <= 2) { //只能批准两天内的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else { //其余请求申请上级
12 if (superior != null) {
13 superior.handlerRequest(request);
14 }
15 }
16 }
17
18 }
总监类如下，只可批准五天以内的假期，其余请求将继续申请上级。
1 public class Majordomo extends Manager {
2
3 public Majordomo(String name) {
4 super(name);
5 }
6
7 @Override
8 public void handlerRequest(Request request) {
9 if (request.getRequestType().equals("请假") && request.getNumber() <= 5) { //只能批准五天内的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else { //其余请求申请上级
12 if (superior != null) {
13 superior.handlerRequest(request);
14 }
15 }
16 }
17
18 }
总经理类，可以批准任意时常的假期，并且可以批准是否加薪。
1 public class GeneralManager extends Manager {
2
3 public GeneralManager(String name) {
4 super(name);
5 }
6
7 @Override
8 public void handlerRequest(Request request) {
9 if (request.getRequestType().equals("请假")) { //能批准任意时长的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() <= 500) {
12 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金额：￥" + request.getNumber() + "，被批准");
13 } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() > 500) {
14 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金额：￥" + request.getNumber() + "，再说吧");
15 }
16 }
17
18 }
3. 申请类
1 public class Request {
2
3 private String requestType; //申请类别
4 private String requestContent; //申请内容
5 private int number; //数量
6
7 public String getRequestType() {
8 return requestType;
9 }
10
11 public void setRequestType(String requestType) {
12 this.requestType = requestType;
13 }
14
15 public String getRequestContent() {
16 return requestContent;
17 }
18
19 public void setRequestContent(String requestContent) {
20 this.requestContent = requestContent;
21 }
22
23 public int getNumber() {
24 return number;
25 }
26
27 public void setNumber(int number) {
28 this.number = number;
29 }
30
31 }
4. Client客户端
下面测试几组数据。
1 public class Client {
2
3 public static void main(String[] args) {
4 CommonManager commonManager = new CommonManager("尼古拉斯·经理");
5 Majordomo majordomo = new Majordomo("尼古拉斯·总监");
6 GeneralManager generalManager = new GeneralManager("尼古拉斯·总经理");
7
8 //设置上级
9 commonManager.setSuperior(majordomo);
10 majordomo.setSuperior(generalManager);
11
12 Request request = new Request();
13 request.setRequestType("请假");
14 request.setRequestContent("adam请假");
15 request.setNumber(1);
16 commonManager.handlerRequest(request);
17
18 Request request2 = new Request();
19 request2.setRequestType("请假");
20 request2.setRequestContent("adam请假");
21 request2.setNumber(4);
22 commonManager.handlerRequest(request2);
23
24 Request request3 = new Request();
25 request3.setRequestType("加薪");
26 request3.setRequestContent("adam请求加薪");
27 request3.setNumber(500);
28 commonManager.handlerRequest(request3);
29
30 Request request4 = new Request();
31 request4.setRequestType("加薪");
32 request4.setRequestContent("adam请求加薪");
33 request4.setNumber(1000);
34 commonManager.handlerRequest(request4);
35 }
36
37 }
运行结果如下：
源码地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF
