设计模式之责任链模式

韩_师兄
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1 概述

定义： 又称职责链模式，为了避免请求发送者与多个请求处理者耦合在一起，将所有请求的处理者通过前一对象记住其下一个对象的引用而连成一条链；当有请求发生时，可将请求沿着这条链传递，直到有对象处理它为止。

2 结构

职责链模式主要包含以下角色:

  • 抽象处理者（Handler）角色：定义一个处理请求的接口，包含抽象处理方法和一个后继连接。
  • 具体处理者（Concrete Handler）角色：实现抽象处理者的处理方法，判断能否处理本次请求，如果可以处理请求则处理，否则将该请求转给它的后继者。
  • 客户类（Client）角色：创建处理链，并向链头的具体处理者对象提交请求，它不关心处理细节和请求的传递过程。

3 案例

以常见的请假流程为例.请假不同的天数,需要到不同的领导处审批.

请假条类

public class LeaveRequest {
    // 姓名
    private String name;
    // 请假天数
    private int num;
    // 请假内容
    private String content;

    public LeaveRequest(String name, int num, String content) {
        this.name = name;
        this.num = num;
        this.content = content;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getNum() {
        return num;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

}

处理抽象类

public abstract class Handler {
    protected final static int NUM_ONE = 1;
    protected final static int NUM_THREE = 3;
    protected final static int NUM_SEVEN = 7;

    // 该领导处理的请假天数区间
    private int numStart;
    private int numEnd;

    // 领导上面还有领导
    private Handler nextHandler;

    // 设置请假天数范围 上不封顶
    public Handler(int numStart) {
        this.numStart = numStart;
    }

    // 设置请假天数范围
    public Handler(int numStart, int numEnd) {
        this.numStart = numStart;
        this.numEnd = numEnd;
    }

    // 设置上级领导
    public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
        this.nextHandler = nextHandler;
    }

    // 提交请假条
    public final void submit(LeaveRequest leave) {
        if (0 == this.numStart) {
            return;
        }

        // 如果请假天数达到该领导者的处理要求
        if (leave.getNum() >= this.numStart) {
            this.handleLeave(leave);

            // 如果还有上级 并且请假天数超过了当前领导的处理范围
            if (null != this.nextHandler && leave.getNum() > numEnd) {
                this.nextHandler.submit(leave);//继续提交
            } else {
                System.out.println("流程结束");
            }
        }
    }

    // 各级领导处理请假条方法
    protected abstract void handleLeave(LeaveRequest leave);
}

小组长类

public class GroupLeader extends Handler {
    public GroupLeader() {
        // 小组长处理1-3天的请假
        super(Handler.NUM_ONE, Handler.NUM_THREE);
    }

    @Override
    protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
        System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() + "天," + leave.getContent() + "。");
        System.out.println("小组长审批：同意。");
    }
}

经理类

public class Manager extends Handler {
    public Manager() {
        // 部门经理处理3-7天的请假
        super(Handler.NUM_THREE, Handler.NUM_SEVEN);
    }

    @Override
    protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
        System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() + "天," + leave.getContent() + "。");
        System.out.println("部门经理审批：同意。");
    }
}

总经理类

public class GeneralManager extends Handler {
    public GeneralManager() {
        // 部门经理处理7天以上的请假
        super(Handler.NUM_SEVEN);
    }

    @Override
    protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
        System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() + "天," + leave.getContent() + "。");
        System.out.println("总经理审批：同意。");
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 请假条来一张
        LeaveRequest leave = new LeaveRequest("小花", 5, "身体不适");

        // 各位领导
        GroupLeader groupLeader = new GroupLeader();
        Manager manager = new Manager();
        GeneralManager generalManager = new GeneralManager();

        // 小组长的领导是部门经理
        groupLeader.setNextHandler(manager);
        // 部门经理的领导是总经理
        manager.setNextHandler(generalManager);

        // 提交申请
        groupLeader.submit(leave);
    }
}
/*
运行结果:
小花请假5天,身体不适。
小组长审批：同意。
小花请假5天,身体不适。
部门经理审批：同意。
流程结束

*/

4 优缺点

优点

  • 降低了对象之间的耦合度

    该模式降低了请求发送者和接收者的耦合度。

  • 增强了系统的可扩展性

    可以根据需要增加新的请求处理类，满足开闭原则。

  • 增强了给对象指派职责的灵活性

    当工作流程发生变化，可以动态地改变链内的成员或者修改它们的次序，也可动态地新增或者删除责任。

  • 责任链简化了对象之间的连接

    一个对象只需保持一个指向其后继者的引用，不需保持其他所有处理者的引用，这避免了使用众多的 if 或者 if···else 语句。

  • 责任分担

    每个类只需要处理自己该处理的工作，不能处理的传递给下一个对象完成，明确各类的责任范围，符合类的单一职责原则。

缺点

  • 不能保证每个请求一定被处理。由于一个请求没有明确的接收者，所以不能保证它一定会被处理，该请求可能一直传到链的末端都得不到处理。
  • 对比较长的职责链，请求的处理可能涉及多个处理对象，系统性能将受到一定影响。
  • 职责链建立的合理性要靠客户端来保证，增加了客户端的复杂性，可能会由于职责链的错误设置而导致系统出错，如可能会造成循环调用。

5 源码解析

以JavaWeb中过滤器链为例.

过滤器

 public interface Filter {
 	public void doFilter(Request req,Response res,FilterChain c);
 }

过滤器实现类1

public class FirstFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(Request request, Response response, FilterChain chain) {

        System.out.println("过滤器1 前置处理");

        // 先执行所有request再倒序执行所有response
        chain.doFilter(request, response);

        System.out.println("过滤器1 后置处理");
    }
}

过滤器实现类2

public class SecondFilter  implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(Request request, Response response, FilterChain chain) {

        System.out.println("过滤器2 前置处理");

        // 先执行所有request再倒序执行所有response
        chain.doFilter(request, response);

        System.out.println("过滤器2 后置处理");
    }
}

过滤器链

public class FilterChain {

    private List<Filter> filters = new ArrayList<Filter>();

    private int index = 0;

    // 链式调用
    public FilterChain addFilter(Filter filter) {
        this.filters.add(filter);
        return this;
    }

    public void doFilter(Request request, Response response) {
        if (index == filters.size()) {
            return;
        }
        Filter filter = filters.get(index);
        index++;
        filter.doFilter(request, response, this);
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Request  req = null;
        Response res = null ;

        FilterChain filterChain = new FilterChain();
        filterChain.addFilter(new FirstFilter()).addFilter(new SecondFilter());
        filterChain.doFilter(req,res);
    }
}

/*
运行结果:
过滤器1 前置处理
过滤器2 前置处理
过滤器2 后置处理
过滤器1 后置处理

*/
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