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设计模式之责任链模式

article 2024/11/23 19:51:24

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，旨在将多个处理对象通过链式结构连接起来，形成一条处理请求的链条。每个处理对象都有机会处理请求，或者将请求传递给链中的下一个对象。这样，客户端不需要知道哪个具体的对象会处理请求，而是通过责任链的结构来自动地传递和处理请求。

责任链模式的核心思想是将处理请求的职责链式连接起来，由链中的对象依次处理请求，直到某个对象处理完请求为止。

一、责任链模式的组成部分

责任链模式通常包含以下几个角色：

Handler（处理者接口）：
定义了一个接口，声明了处理请求的方法。在该方法中，处理者通常会选择是否处理请求。如果能够处理，则处理请求，否则将请求转发给下一个处理者。
ConcreteHandler（具体处理者）：
实现了Handler接口，定义了具体的处理逻辑。如果该对象能够处理请求，则直接处理；如果不能处理，则将请求传递给下一个处理者。
Client（客户端）：
负责初始化责任链，并向链中的第一个处理者发送请求。客户端不需要关心请求是由哪一个处理者来完成的。
Chain（责任链）：
由多个处理者对象组成。每个处理者对象都有一个指向下一个处理者的引用。请求会沿着责任链逐一传递，直到有处理者处理请求或者链的末尾。

二、责任链模式的工作原理

责任链模式的工作原理是将多个处理对象组成链条，每个处理对象知道下一个处理对象，并负责将请求转发给下一个对象。每个处理者对象会判断自己是否能够处理请求，如果可以处理请求，则执行相应的操作；如果不可以处理请求，则将请求转发给责任链中的下一个处理者。

这种设计模式非常适合处理多个处理条件之间的连贯流程，例如：请求审批流程、日志记录、事件处理等。

三、责任链模式的代码示例

定义抽象处理者

public abstract class Handler{

    protected Handler nextHandler;

    public abstract void setNext(Handler handler);

    public abstract void handleRequest(int request);
}

定义具体的处理者

public class GroupHandler extends Handler{

    @Override
    public void setNext(Handler handler) {
        nextHandler = handler;
    }


    @Override
    public void handleRequest(int request) {
        if (request < 3){
            System.out.println("小组长批准"+request+"天假");
        }else {
            nextHandler.handleRequest(request);
        }
    }
}

public class Manager extends Handler{

    @Override
    public void setNext(Handler handler) {
        nextHandler = handler;
    }

    @Override
    public void handleRequest(int request) {
        if (request < 5){
            System.out.println("经理批准"+request+"天假");
        }else {
            nextHandler.handleRequest(request);
        }
    }
}

public class GeneralManager extends Handler{

    @Override
    public void setNext(Handler handler) {
        throw new RuntimeException("总经理是最高职位");
    }

    @Override
    public void handleRequest(int request) {
        if (request < 10){
            System.out.println("总经理批准"+request+"天假");
        }
    }
}

客户端代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        GroupHandler groupHandler = new GroupHandler();
        Manager manager = new Manager();
        GeneralManager generalManager = new GeneralManager();
        groupHandler.setNext(manager);
        manager.setNext(generalManager);
        //请四天假
        groupHandler.handleRequest(4);
    }
}

运行结果

四、责任链模式的优缺点

优点：

解耦请求发送者与处理者：客户端不需要知道哪个处理者会处理请求，只需要发起请求即可，责任链的结构内部决定了请求的处理流程。
降低了对象之间的耦合度：每个处理者仅仅负责判断请求是否能处理，并将无法处理的请求传递给下一个处理者。这样，系统中的对象之间的依赖关系大大减少。
增强灵活性和扩展性：责任链中的每个处理者都可以独立扩展，可以通过增加新的处理者来修改或扩展请求处理的逻辑，而不需要修改现有的代码。
动态控制请求的处理流程：请求的处理可以动态改变，可以控制责任链的顺序，或者在运行时选择是否将请求传递给下一个处理者。

缺点：

性能开销：如果责任链较长，且每个请求都需要经过多个处理者，可能会导致性能问题，因为每个请求都需要被逐个检查和转发。
调试难度：由于请求可能会经过多个处理者，这种链式的调用可能会增加调试的难度，尤其是在请求的处理过程非常复杂时，调试和跟踪问题可能会变得更加困难。
请求处理不明确：如果没有明确的设计，责任链中的某个请求可能会一直传递下去，直到链的最后也没有处理，从而可能导致请求的处理不及时，或者被忽略。

五、责任链模式的应用场景

责任链模式适用于以下几种场景：

多层次的请求处理：
当有多个处理对象需要依次处理同一个请求时，责任链模式非常适用。例如，权限验证、审批流程等需要经过多个步骤的处理。
动态改变请求的处理顺序：
通过灵活配置责任链，可以动态改变请求的处理顺序，而无需修改客户端的代码。例如，在一些复杂的系统中，根据不同的配置，可能会根据不同的规则选择不同的处理链。
日志处理系统：
责任链模式非常适合用于日志系统，不同的日志处理器（如文件日志、数据库日志、网络日志等）可以按顺序处理日志请求。如果一个处理器无法处理日志，可以将其传递给下一个处理器。
事件处理系统：
在事件驱动的系统中，可以使用责任链模式来分发和处理事件。事件可以依次传递给多个处理者，每个处理者可以根据自己的条件决定是否处理该事件。
权限验证：
- 在系统中的权限控制过程中，可能会有多个权限验证步骤，责任链模式可以通过设置多个权限验证处理者来实现逐步验证，直到请求满足某个权限要求。