责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)。

定义

使多个对象都有机会处理请求,从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。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。

责任链模式的重点是在“链”上,由一条链去处理相似的请求在链中决定他来处理这个请求,并返回相同的结果。

通用代码

责任链模式的核心在“链”上,是由多个处理者ConcreteHandler组成的,我们先看抽象Hnadler类,如下代码所示。

public abstract class Handler {

	private Handler nextHandler;
	/**
	 * 每个处理者都必须对请求做出处理
	 * @param request
	 * @return
	 */
	public final Response handleMessage(Request request) {
		Response response = null;
		// 判断是否是自己的处理级别
		if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) {
			response = this.echo(request);
		} else { // 不属于自己的处理级别
			if(this.nextHandler != null) { // 判断是否有下一个处理者
				response = this.nextHandler.handleMessage(request);
			} else {
				// 没有适当地处理者,业务自行处理
			}
			
		}
		return response;
	}

	/**
	 * 设置下一个处理者是谁
	 * @param handler
	 */
	public void setNext(Handler handler) {
		this.nextHandler = handler;
	}
	/**
	 * 每个处理者都有一个处理级别
	 * @return
	 */
	protected abstract Level getHandlerLevel();
	/**
	 * 每个处理者都必须实现处理任务
	 * @param request
	 * @return
	 */
	protected abstract Response echo(Request request);
}

抽象的处理者实现三个职责:一是定义一个请求的处理方法handleMessage,唯一对外开放的方法,二是定义一个链的编排方法setNext,设置下一个处理者;三是定义了具体的请求者必须实现的两个方法:定义自己能够处理的级别getHandlerLevel和具体的处理任务echo。

注意:在责任链模式中一个请求发送链中后,前一个节点消费部分消息,然后交由后续节点继续处理,最终可以有处理结果也可以没有处理结果,可以不用理会什么纯的、不纯的责任链模式。同时,请注意handlerMessage方法前的final关键字,为模板方法模式。

我们定义三个具体的处理者,以便可以组成一个链,如下面代码所示。

public class ConcreteHandler1 extends Handler {

	@Override
	protected Level getHandlerLevel() {
		// 设置自己的处理级别
		return null;
	}

	@Override
	protected Response echo(Request request) {
		// 定义自己的处理逻辑
		return null;
	}

}
public class ConcreteHandler2 extends Handler {

	@Override
	protected Level getHandlerLevel() {
		// 设置自己的处理级别
		return null;
	}

	@Override
	protected Response echo(Request request) {
		// 定义自己的处理逻辑
		return null;
	}

}

在处理者中涉及三个类:Level类负责定义请求和处理级别,Request类负责封装请求,Response负责封装链中返回的结果,该三个类都需要根据业务产生,可以在实际应用中完成相关的业务填充,其框架代码如下所示。

public class Level {
	// 定义一个请求和处理等级
}
public class Request {
	/**
	 * 請求的等級
	 * @return
	 */
	public Level getRequestLevel() {
		return null;
	}
}
public class Response {
	// 處理者返回的数据
}

在场景类或高层模块中对链进行组装,并传递请求,返回结果,如下所示。

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		// 声明所有的处理节点
		Handler handler1 = new ConcreteHandler1();
		Handler handler2 = new ConcreteHandler2();
		// 设置链中的阶段顺序1→2
		handler1.setNext(handler2);
		// 提交请求,返回结果
		Response response = handler1.handleMessage(new Request());
	}
}

在实际应用中,一般会有一个封装类对责任模式进行封装,也就是替代Client类,直接返回链中的第一个处理者,具体链的设置不需要高层次模块关系,这样,更简化了高层次的模块的调用,减少模块间的耦合,提高系统的灵活性。

优点

责任链模式非常显著地优点是将请求和处理分开。请求者可以不用知道是谁处理的,处理者可以不用知道请求的全貌(例如在J2EE项目开发中,可以剥离出无状态Bean由责任链处理),两者解耦,提高系统的灵活性。

缺点

责任链有两个非常显著地缺点:一是性能问题,每个请求都是从链头遍历到链尾,特别是在链比较长的时候,性能是一个非常大的问题。二是调试不很方便,特别是链条比较长,环节比较多的时候,由于采用了类似递归的方式,调试的时候逻辑可能比较复杂。

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注意事项

链中节点数量需要控制,避免出现超长链的情况,一般的做法是在Handler设置一个最大节点数量,在setNext方法中判断是否已经是超过其阈值,超过则不允许该链建立,避免无意识地破坏系统性能。

最佳实践

在通用源码中Handler是抽象类,融合了模板方法模式,每个实现类只要实现两个方法:echo方法处理请求和getHandlerLevel获得处理级别,想想单一职责原则和迪米特方法吧,通过融合模板方法模式,各个实现类只要关注的自己业务逻辑就成了,至于说什么事要自己处理,那就让父类去决定好了,也就是说父类实现了请求传递的功能,子类实现请求的处理,复合单一职责原则,各个实现类只完成了一个动作或逻辑,也就是只有一个原因引起类的改变,我建议大家在使用的时候用这种方法,好处是非常明显的了,子类的实现非常简单,责任链的建立也是非常灵活的。

责任链模式屏蔽了请求的处理过程,你发起一个请求到底是谁处理的,这个你不用关心,只要你把请求抛给责任链的第一个处理者,最终会返回一个处理结果(当然也可以不做任何处理),作为请求者可以不用知道到底是需要谁来处理的,这是责任链模式的核心,同时责任链模式也可以作为一种补救模式来使用。举个简单例子,如项目开发的时候,需求确认是这样的,一个请求(如银行客户存款的币种),一个处理者(只处理人民币),但是随着业务的发展(还要处理美元、日元等),处理者的数量和类型都有所增加,那这时候就可以在第一个处理者后面建立一个链,也就是责任链来处理请求,如果是人民币,好,还是第一个业务逻辑来处理;如果是美元,好,传递到第二个业务逻辑来处理;日元、欧元......这些都不用在对原有的业务逻辑产生很大改变,通过扩展实现类就可以很好的解决这些需求变更的问题。

责任链在实际的项目中使用也是比较多的,我曾经做过这样一个项目,界面上有一个用户注册功能,注册用户分两种,一种是VIP用户,也就是在该单位办理过业务的,一种是普通用户,一个用户的注册要填写一堆信息,VIP用户只比普通用户多了一个输入项:VIP序列号。注册还需要激活,VIP和普通用户的激活流程也是不同的,VIP是自动发送邮件到用户的邮箱中就算激活了,普通用户要发送短信才能激活,为什么呢?获得手机号码以后好发广告短信啊!项目组就采用了责任链模式,甭管从前台传递过来的是VIP用户信息还是普通用户信息,统一传递到一个处理入口,通过责任链来完成任务的处理。

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