簡說設計模式——職責鏈模式
阿新 • • 發佈：2019-05-27
一、什麼是職責鏈模式
從文字角度出發，我們可以先將關注點放在“鏈”字上，很容易聯想到鏈式結構，舉個生活中常見的例子，擊鼓傳花遊戲就是一個很典型的鏈式結構，所有人形成一條鏈，相互傳遞。而從另一個角度說，職責鏈就是所謂的多級結構，比如去醫院開具病假條，普通醫生只能開一天的證明，如果需要更多時常，則需將開具職責轉交到上級去，上級醫師只能開三天證明，如需更多時常，則需將職責轉交到他的上級，以此類推，這就是一個職責鏈模式的典型應用。再比如公司請假，根據請假時常的不同，需要遞交到的級別也不同，這種層級遞進的關係就是一種多級結構。
職責鏈模式（Chain Of Responsibility），使多個物件都有機會處理請求，從而避免請求的傳送者和接收者之間的耦合關係。將這個物件連成一條鏈，並沿著這條鏈傳遞該請求，直到有一個物件處理它為止。UML結構圖如下：
其中，Handler是抽象處理者，定義了一個處理請求的介面；ConcreteHandler是具體處理者，處理它所負責的請求，可訪問它的後繼者，如果可處理該請求就處理，否則就將該請求轉發給它的後繼者。
1. 抽象處理者
抽象處理者實現了三個職責：
- 定義一個請求的處理方法handlerMessage()，是唯一對外開放的方法
- 定義一個鏈的編排方式setNext()，用於設定下一個處理者
- 定義了具體的請求者必須實現的兩個方法，即定義自己能夠處理的級別的getHandlerLevel()方法及具體的處理任務echo()方法
1 public abstract class Handler {
2
3 private Handler nextHandler; //下一個處理者
4
5 public final Response handlerMessage(Request request) {
6 Response response = null;
7
8 if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) { //判斷是否是自己的處理級別
9 response = this.echo(request);
10 } else {
11 if(this.nextHandler != null) { //下一處理者不為空
12 response = this.nextHandler.handlerMessage(request);
13 } else {
14 //沒有適當的處理者，業務自行處理
15 }
16 }
17
18 return response;
19 }
20
21 //設定下一個處理者
22 public void setNext(Handler handler) {
23 this.nextHandler = handler;
24 }
25
26 //每個處理者的處理等級
27 protected abstract Level getHandlerLevel();
28
29 //每個處理者都必須實現的處理任務
30 protected abstract Response echo(Request request);
31
32 }2. 具體處理者
這裡我們定義三個具體處理者，以便能組成一條鏈，ConcreteHandlerB及ConcreteHandlerC就不再贅述了。
1 public class ConcreteHandlerA extends Handler {
2
3 @Override
4 protected Level getHandlerLevel() {
5 //設定自己的處理級別
6 return null;
7 }
8
9 @Override
10 protected Response echo(Request request) {
11 //完成處理邏輯
12 return null;
13 }
14
15 }3. Level類
Level類負責定義請求和處理級別，具體內容需根據業務產生。
1 public class Level {
2 //定義一個請求和處理等級
3 }
4. Request類
Request類負責封裝請求，具體內容需根據業務產生。
1 public class Request {
2
3 //請求的等級
4 public Level getRequestLevel() {
5 return null;
6 }
7
8 }
5. Response類
Response類負責封裝鏈中返回的結果，具體內容需根據業務產生。
1 public class Response {
2 //處理者返回的資料
3 }
6. Client客戶端
我們在場景類或高層模組中對類進行組裝，並傳遞請求，返回結果。如下對三個具體處理者進行組裝，按照1→2→3的順序，並得出返回結果。
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 //設定鏈中的階段順序 1->2->3
9 handler1.setNext(handler2);
10 handler2.setNext(handler3);
11
12 //提交請求返回結果
13 Response response = handler1.handlerMessage(new Request());
14 }
15
16 }
當然這是個未完成的模板，最終結果會因為 request.getRequestLevel() 為空而丟擲異常，具體內容需根據業務邏輯進行編寫。
二、職責鏈模式的應用
1. 何時使用
- 處理訊息時
2. 方法
- 攔截的類都實現同一介面
3. 優點
- 將請求和處理分開，實現解耦，提高系統的靈活性
- 簡化了物件，使物件不需要知道鏈的結構
4. 缺點
- 效能會收到影響，特別是在鏈比較長的時候
- 除錯不方便。採用了類似遞迴的方式，除錯時邏輯可能比較複雜
- 不能保證請求一定被接收
5. 使用場景
- 有多個物件可以處理同一個請求
- 在不明確指定接收者的情況下，向多個物件中的提交請求
- 可動態指定一組物件處理請求
6. 應用例項
- 多級請求
- 擊鼓傳花
- 請假/加薪請求
- Java Web中Tomcat對Encoding的處理、攔截器
7. 注意事項
- 需控制鏈中最大節點數量，一般通過在Handler中設定一個最大節點數量，在setNext()方法中判斷是否已經超過閥值，超過則不允許該鏈建立，避免出現超長鏈無意識地破壞系統性能
三、職責鏈模式的實現
我們就以請假/加薪為例，實現一個較為簡單的職責鏈模式。UML圖如下：
1. 抽象管理者
通過Manager抽象類管理所有管理者，setSuperior()方法用於定義職責鏈的下一級，即定義當前管理者的上級。
1 public abstract class Manager {
2
3 protected String name;
4 protected Manager superior; //管理者的上級
5
6 public Manager(String name) {
7 this.name = name;
8 }
9
10 //設定管理者的上級
11 public void setSuperior(Manager superior) {
12 this.superior = superior;
13 }
14
15 //申請請求
16 public abstract void handlerRequest(Request request);
17
18 }
2. 具體管理者
經理類如下，只可批准兩天以內的假期，其餘請求將繼續申請上級。
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("請假") && request.getNumber() <= 2) { //只能批准兩天內的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else { //其餘請求申請上級
12 if (superior != null) {
13 superior.handlerRequest(request);
14 }
15 }
16 }
17
18 }
總監類如下，只可批准五天以內的假期，其餘請求將繼續申請上級。
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("請假") && request.getNumber() <= 5) { //只能批准五天內的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else { //其餘請求申請上級
12 if (superior != null) {
13 superior.handlerRequest(request);
14 }
15 }
16 }
17
18 }
總經理類，可以批准任意時常的假期，並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("請假")) { //能批准任意時長的假期
10 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
11 } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() <= 500) {
12 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金額：￥" + request.getNumber() + "，被批准");
13 } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() > 500) {
14 System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金額：￥" + request.getNumber() + "，再說吧");
15 }
16 }
17
18 }
3. 申請類
1 public class Request {
2
3 private String requestType; //申請類別
4 private String requestContent; //申請內容
5 private int number; //數量
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客戶端
下面測試幾組資料。
1 public class Client {
2
3 public static void main(String[] args) {
4 CommonManager commonManager = new CommonManager("尼古拉斯·經理");
5 Majordomo majordomo = new Majordomo("尼古拉斯·總監");
6 GeneralManager generalManager = new GeneralManager("尼古拉斯·總經理");
7
8 //設定上級
9 commonManager.setSuperior(majordomo);
10 majordomo.setSuperior(generalManager);
11
12 Request request = new Request();
13 request.setRequestType("請假");
14 request.setRequestContent("adam請假");
15 request.setNumber(1);
16 commonManager.handlerRequest(request);
17
18 Request request2 = new Request();
19 request2.setRequestType("請假");
20 request2.setRequestContent("adam請假");
21 request2.setNumber(4);
22 commonManager.handlerRequest(request2);
23
24 Request request3 = new Request();
25 request3.setRequestType("加薪");
26 request3.setRequestContent("adam請求加薪");
27 request3.setNumber(500);
28 commonManager.handlerRequest(request3);
29
30 Request request4 = new Request();
31 request4.setRequestType("加薪");
32 request4.setRequestContent("adam請求加薪");
33 request4.setNumber(1000);
34 commonManager.handlerRequest(request4);
35 }
36
37 }
執行結果如下：
原始碼地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF