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：
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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
public abstract class Handler {
private Handler nextHandler; //下一个处理者
public final Response handlerMessage(Request request) {
Response response = null;
if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) { //判断是否是自己的处理级别
response = this.echo(request);
} else {
if(this.nextHandler != null) { //下一处理者不为空
response = this.nextHandler.handlerMessage(request);
} else {
//没有适当的处理者，业务自行处理
}
}
return response;
}
//设定下一个处理者
public void setNext(Handler handler) {
this.nextHandler = handler;
}
//每个处理者的处理等级
protected abstract Level getHandlerLevel();
//每个处理者都必须实现的处理任务
protected abstract Response echo(Request request);
}
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。
public class ConcreteHandlerA extends Handler {
@Override
protected Level getHandlerLevel() {
//设置自己的处理级别
return null;
}
@Override
protected Response echo(Request request) {
//完成处理逻辑
return null;
}
}
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。
public class Level {
//定义一个请求和处理等级
}
4. Request类
Request类负责封装请求，具体内容需根据业务产生。
public class Request {
//请求的等级
public Level getRequestLevel() {
return null;
}
}
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。
public class Response {
//处理者返回的数据
}
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。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Handler handler1 = new ConcreteHandlerA();
Handler handler2 = new ConcreteHandlerB();
Handler handler3 = new ConcreteHandlerC();
//设置链中的阶段顺序 1->2->3
handler1.setNext(handler2);
handler2.setNext(handler3);
//提交请求返回结果
Response response = handler1.handlerMessage(new Request());
}
}
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：
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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。
public abstract class Manager {
protected String name;
protected Manager superior; //管理者的上级
public Manager(String name) {
this.name = name;
}
//设置管理者的上级
public void setSuperior(Manager superior) {
this.superior = superior;
}
//申请请求
public abstract void handlerRequest(Request request);
}
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。
public class CommonManager extends Manager {
public CommonManager(String name) {
super(name);
}
@Override
public void handlerRequest(Request request) {
if (request.getRequestType().equals("请假") && request.getNumber() <= 2) { //只能批准两天内的假期
System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else { //其余请求申请上级
if (superior != null) {
superior.handlerRequest(request);
}
}
}
}
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。
public class Majordomo extends Manager {
public Majordomo(String name) {
super(name);
}
@Override
public void handlerRequest(Request request) {
if (request.getRequestType().equals("请假") && request.getNumber() <= 5) { //只能批准五天内的假期
System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else { //其余请求申请上级
if (superior != null) {
superior.handlerRequest(request);
}
}
}
}
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。
public class GeneralManager extends Manager {
public GeneralManager(String name) {
super(name);
}
@Override
public void handlerRequest(Request request) {
if (request.getRequestType().equals("请假")) { //能批准任意时长的假期
System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，时长：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() <= 500) {
System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金额：￥" + request.getNumber() + "，被批准");
} else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() > 500) {
System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金额：￥" + request.getNumber() + "，再说吧");
}
}
}
3. 申请类
public class Request {
private String requestType; //申请类别
private String requestContent; //申请内容
private int number; //数量
public String getRequestType() {
return requestType;
}
public void setRequestType(String requestType) {
this.requestType = requestType;
}
public String getRequestContent() {
return requestContent;
}
public void setRequestContent(String requestContent) {
this.requestContent = requestContent;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
}
4. Client客户端
下面测试几组数据。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
CommonManager commonManager = new CommonManager("尼古拉斯·经理");
Majordomo majordomo = new Majordomo("尼古拉斯·总监");
GeneralManager generalManager = new GeneralManager("尼古拉斯·总经理");
//设置上级
commonManager.setSuperior(majordomo);
majordomo.setSuperior(generalManager);
Request request = new Request();
request.setRequestType("请假");
request.setRequestContent("adam请假");
request.setNumber(1);
commonManager.handlerRequest(request);
Request request2 = new Request();
request2.setRequestType("请假");
request2.setRequestContent("adam请假");
request2.setNumber(4);
commonManager.handlerRequest(request2);
Request request3 = new Request();
request3.setRequestType("加薪");
request3.setRequestContent("adam请求加薪");
request3.setNumber(500);
commonManager.handlerRequest(request3);
Request request4 = new Request();
request4.setRequestType("加薪");
request4.setRequestContent("adam请求加薪");
request4.setNumber(1000);
commonManager.handlerRequest(request4);
}
}
运行结果如下：
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