蚂蚁课堂第5期-互联网架构-002：责任链模式

002：责任链模式

1 责任链模式的应用场景

详细内容：
1、什么是责任链模式？
2、责任链模式应用场景
3、责任链与链表数据结构关系
4、基于工厂模式实现责任链
5、基于数据库实现动态责任链
6、Java过滤器责任链模式源码分析

什么是责任链模式
客户端发出一个请求，链上的对象都有机会来处理这一请求，而客户端不需要知道谁是具体的处理对象。
将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有对象处理它为止。其过程实际上是一个递归调用。这样就实现了请求者和接收者之间的解耦，并且在客户端可以实现动态的组合职责链。

要点：
1、有多个对象共同对一个任务进行处理。
2、这些对象使用链式存储结构，形成一个链，每个对象知道自己的下一个对象。
3、一个对象对任务进行处理，可以添加一些操作后将对象传递个下一个任务。也可以在此对象上结束任务的处理，并结束任务。
4、客户端负责组装链式结构，但是客户端不需要关心最终是谁来处理了任务。

多个对象指的是什么意思？
相当于ERP系统，比如请假、审批流程需要层层同意

责任链模式应用场景
1.多条件流程判断 权限控制
2.ERP系统 流程审批 总经理、人事经理、项目经理
3.Java过滤器的底层实现Filter
比如：在Java过滤器中客户端发送请求到服务器端，过滤会经过参数过滤、session过滤、表单过滤、隐藏过滤、检测请求头过滤

2 责任链底层实现原理与类图

责任链模式类结构图
1.抽象处理者(Handler)角色：定义出一个处理请求的接口。如果需要，接口可以定义出一个方法以设定和返回对下家的引用。这个角色通常由一个Java抽象类或者Java接口实现。
2.具体处理者(ConcreteHandler)角色：具体处理者接到请求后，可以选择将请求处理掉，或者将请求传给下家。

责任链设计模式是如何保证顺序问题的？
使用链表数据结构
责任链设计模式如何实现整个链执行？
只需要获取到第一个handler，所有整个链都会执行。

3 使用工厂模式实现责任链模式01

网关权限控制责任链模式
在网关作为微服务程序的入口，拦截客户端所有的请求实现权限控制 ，比如先判断Api接口限流、黑名单、用户会话、参数过滤。
Api接口限流→黑名单拦截→用户会话拦截→用户参数过滤

GatewayHandler抽象角色

public abstract class GateWayHandler {

    /**
     * 下一个Handler
     */
    protected GateWayHandler nextGateWayHandler;

    /**
     * 使用抽象类定义共同方法的行为
     */
    public abstract void service();

    /**
     * 执行下一个Handler
     */
    protected void nextService() {
        if (nextGateWayHandler != null) {
            nextGateWayHandler.service();
        }
    }

    /**
     * 设置下一个GateWayHandler
     */
    public void setNextGateWayHandler(GateWayHandler nextGateWayHandler) {
        this.nextGateWayHandler = nextGateWayHandler;
    }
}

具体Handler实现

public class CurrentLimitHandler extends GateWayHandler {

    @Override
    public void service() {
        System.out.println("第一关 >> api接口的限流");
        nextGateWayHandler.service();
    }
}

public class BlacklistHandler extends GateWayHandler {

    @Override
    public void service() {
        System.out.println("第二关 >> 黑名单拦截");
        nextGateWayHandler.service();// 执行下一关
    }

}

public class ConversationHandler extends GateWayHandler {
    @Override
    public void service() {
        System.out.println("第三关 >> 用户会话拦截");
    }
}

4 使用工厂模式实现责任链模式02

FactoryHandler

public class FactoryHandler {

    public static GateWayHandler getFirstGatewayHandler() {
        // 1.第一关
        CurrentLimitHandler currentLimitHandler = new CurrentLimitHandler();
        // 2.第二关
        BlacklistHandler BlacklistHandler = new BlacklistHandler();
        currentLimitHandler.setNextGateWayHandler(BlacklistHandler);
        // 3.第三关
        ConversationHandler conversationHandler = new ConversationHandler();
        BlacklistHandler.setNextGateWayHandler(conversationHandler);
        return currentLimitHandler;
    }
}

HandlerController

@RestController
public class HandlerController {

    @RequestMapping("/clientHandler")
    public String clientHandler(){
        GateWayHandler firstGatewayHandler = FactoryHandler.getFirstGatewayHandler();
        firstGatewayHandler.service();
        return "success";
    }
}

5 使用数据库方式实现责任链模式01

基于数据库实现
相关SQL语句

CREATE TABLE `gateway_handler` (
  `ID` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `handler_name` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'handler名称',
  `handler_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'handler主键id',
  `prev_handler_id` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `next_handler_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '下一个handler',
  PRIMARY KEY (`ID`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=19 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='权限表';

-- ----------------------------
-- Records of gateway_handler
-- ----------------------------
INSERT INTO `gateway_handler` VALUES ('16', 'Api接口限流', 'currentLimitHandler', null, 'blacklistHandler');
INSERT INTO `gateway_handler` VALUES ('17', '黑名单拦截', 'blacklistHandler', 'currentLimitHandler', 'conversationHandler');
INSERT INTO `gateway_handler` VALUES ('18', '会话验证', 'conversationHandler', 'blacklistHandler', null);

数据库访问层 GatewayHandlerMapper

public interface GatewayHandlerMapper {

   /**
    * 获取第一个GatewayHandler
    * 
    * @return
    */
   @Select("SELECT handler_name AS handlerName, handler_id AS handlerid, prev_handler_id AS prevhandlerid, next_handler_id AS nexthandlerid FROM gateway_handler WHERE prev_handler_id is null;")
   public GatewayHandlerEntity getFirstGatewayHandler();

   @Select("SELECT handler_name AS handlerName, handler_id AS handlerid, prev_handler_id AS prevhandlerid, next_handler_id AS nexthandlerid FROM gateway_handler WHERE handler_id=#{handlerId}")
   public GatewayHandlerEntity getByHandler(String handlerId);

}

实体类 GatewayHandlerEntity

@Data
public class GatewayHandlerEntity implements Serializable, Cloneable {
   /** 主键ID */
   private Integer id;
   /** handler名称 */
   private String handlerName;
   /** handler主键id */
   private String handlerId;
   /** 下一个handler */
   private String nextHandlerId;

}

6 使用数据库方式实现责任链模式02

HandlerService

@Component
public class HandlerService {

    @Autowired
    private GatewayHandlerMapper gatewayHandlerMapper;
    private GateWayHandler firstGateWayHandler;

    public GateWayHandler getDbFirstGateWayHandler() {
        if (firstGateWayHandler != null) {
            return firstGateWayHandler;
        }
        // 1.从数据库中查询到第一个GateWayHandler
        GatewayHandlerEntity firstGatewayHandlerEntity = gatewayHandlerMapper.getFirstGatewayHandler();
        if (firstGatewayHandlerEntity == null) {
            return null;
        }
        // 2.从springboot容器中获取第一个handler对象
        String firstBeanHandlerId = firstGatewayHandlerEntity.getHandlerId();
        if (StringUtils.isEmpty(firstBeanHandlerId)) {
            return null;
        }
        GateWayHandler firstGatewayHandler = SpringUtils.getBean(firstBeanHandlerId, GateWayHandler.class);
        if (firstGatewayHandler == null) {
            return null;
        }
        // 3.使用while循环 递归实现 下一个节点关联
        String nextBeanHandlerId = firstGatewayHandlerEntity.getNextHandlerId();
        // 记录当前循环handler 方便设置下一个handler对象
        GateWayHandler tempNextGateWayHandler = firstGatewayHandler;
        while (StringUtils.isNotEmpty(nextBeanHandlerId)) {
            // 4.从springBoot容器中获取下一个handler对象
            GateWayHandler nextGateWayHandler = SpringUtils.getBean(nextBeanHandlerId, GateWayHandler.class);
            if (nextGateWayHandler == null) {
                break;
            }
            // 5.从数据库中查询到下一个handler对象信息
            GatewayHandlerEntity nextGatewayHandlerEntity = gatewayHandlerMapper.getByHandler(nextBeanHandlerId);
            if (nextGatewayHandlerEntity == null) {
                break;
            }
            nextBeanHandlerId = nextGatewayHandlerEntity.getNextHandlerId();
            // 6.关联下一个handler对象
            tempNextGateWayHandler.setNextGateWayHandler(nextGateWayHandler);
            tempNextGateWayHandler = nextGateWayHandler;
        }
        this.firstGateWayHandler = firstGateWayHandler;
        return firstGatewayHandler;
    }
}

HandlerController

@RestController
public class HandlerController {

    @Autowired
    private HandlerService handlerService;

    @RequestMapping("/clientHandler")
    public String clientHandler(){
        GateWayHandler dbFirstGateWayHandler = handlerService.getDbFirstGateWayHandler();
        dbFirstGateWayHandler.service();
        return "success";
    }
}

7 断点调试数据库实现责任链模式

相关配置信息 application.yml

###服务启动端口号
server:
  port: 8080
#spring:
####数据库相关连接
#  datasource:
#    username: root
#    password: root
#    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
#    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/design_pattern?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/design_pattern?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

####打印MyBatias日志
logging:
  level:
  ### 开发环境使用DEBUG 生产环境info或者error
   com.mayikt.member.mapper: DEBUG

Maven依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
    <!-- sprinboot web -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <version>1.16.10</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>commons-lang</groupId>
        <artifactId>commons-lang</artifactId>
        <version>2.6</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
        <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.1.1</version>
    </dependency>
    <!-- mysql 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

8 java过滤器底层责任链模式分析

public class HandlerFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {

        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) servletResponse;
        // 放行执行下一个请求
        filterChain.doFilter(req, res);  // 类似于nextService()方法
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}