简说设计模式——职责链模式

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