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责任链

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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。将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止。

责任链模式(Chain of Responsibility)是一种处理请求的模式,它让多个处理器都有机会处理该请求,直到其中某个处理成功为止。责任链模式把多个处理器串成链,然后让请求在链上传递:

     ┌─────────┐
     │ Request │
     └─────────┘
          │
┌ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ┐
          ▼
│  ┌─────────────┐  │
   │ ProcessorA  │
│  └─────────────┘  │
          │
│         ▼         │
   ┌─────────────┐
│  │ ProcessorB  │  │
   └─────────────┘
│         │         │
          ▼
│  ┌─────────────┐  │
   │ ProcessorC  │
│  └─────────────┘  │
          │
└ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ┘
          │
          ▼

在实际场景中,财务审批就是一个责任链模式。假设某个员工需要报销一笔费用,审核者可以分为:

  • Manager:只能审核1000元以下的报销;
  • Director:只能审核10000元以下的报销;
  • CEO:可以审核任意额度。

用责任链模式设计此报销流程时,每个审核者只关心自己责任范围内的请求,并且处理它。对于超出自己责任范围的,扔给下一个审核者处理,这样,将来继续添加审核者的时候,不用改动现有逻辑。

我们来看看如何实现责任链模式。

首先,我们要抽象出请求对象,它将在责任链上传递:

public class Request {
    private String name;
    private BigDecimal amount;

    public Request(String name, BigDecimal amount) {
        this.name = name;
        this.amount = amount;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public BigDecimal getAmount() {
        return amount;
    }
}

其次,我们要抽象出处理器:

public interface Handler {
    // 返回Boolean.TRUE = 成功
    // 返回Boolean.FALSE = 拒绝
    // 返回null = 交下一个处理
	Boolean process(Request request);
}

并且做好约定:如果返回Boolean.TRUE,表示处理成功,如果返回Boolean.FALSE,表示处理失败(请求被拒绝),如果返回null,则交由下一个Handler处理。

然后,依次编写ManagerHandler、DirectorHandler和CEOHandler。以ManagerHandler为例:

public class ManagerHandler implements Handler {
    public Boolean process(Request request) {
        // 如果超过1000元,处理不了,交下一个处理:
        if (request.getAmount().compareTo(BigDecimal.valueOf(1000)) > 0) {
            return null;
        }
        // 对Bob有偏见:
        return !request.getName().equalsIgnoreCase("bob");
    }
}

有了不同的Handler后,我们还要把这些Handler组合起来,变成一个链,并通过一个统一入口处理:

public class HandlerChain {
    // 持有所有Handler:
    private List<Handler> handlers = new ArrayList<>();

    public void addHandler(Handler handler) {
        this.handlers.add(handler);
    }

    public boolean process(Request request) {
        // 依次调用每个Handler:
        for (Handler handler : handlers) {
            Boolean r = handler.process(request);
            if (r != null) {
                // 如果返回TRUE或FALSE,处理结束:
                System.out.println(request + " " + (r ? "Approved by " : "Denied by ") + handler.getClass().getSimpleName());
                return r;
            }
        }
        throw new RuntimeException("Could not handle request: " + request);
    }
}

现在,我们就可以在客户端组装出责任链,然后用责任链来处理请求:

// 构造责任链:
HandlerChain chain = new HandlerChain();
chain.addHandler(new ManagerHandler());
chain.addHandler(new DirectorHandler());
chain.addHandler(new CEOHandler());
// 处理请求:
chain.process(new Request("Bob", new BigDecimal("123.45")));
chain.process(new Request("Alice", new BigDecimal("1234.56")));
chain.process(new Request("Bill", new BigDecimal("12345.67")));
chain.process(new Request("John", new BigDecimal("123456.78")));

责任链模式本身很容易理解,需要注意的是,Handler添加的顺序很重要,如果顺序不对,处理的结果可能就不是符合要求的。

此外,责任链模式有很多变种。有些责任链的实现方式是通过某个Handler手动调用下一个Handler来传递Request,例如:

public class AHandler implements Handler {
    private Handler next;
    public void process(Request request) {
        if (!canProcess(request)) {
            // 手动交给下一个Handler处理:
            next.process(request);
        } else {
            ...
        }
    }
}

还有一些责任链模式,每个Handler都有机会处理Request,通常这种责任链被称为拦截器(Interceptor)或者过滤器(Filter),它的目的不是找到某个Handler处理掉Request,而是每个Handler都做一些工作,比如:

  • 记录日志;
  • 检查权限;
  • 准备相关资源;
  • ...

例如,JavaEE的Servlet规范定义的Filter就是一种责任链模式,它不但允许每个Filter都有机会处理请求,还允许每个Filter决定是否将请求“放行”给下一个Filter

public class AuditFilter implements Filter {
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        log(req);
        if (check(req)) {
            // 放行:
            chain.doFilter(req, resp);
        } else {
            // 拒绝:
            sendError(resp);
        }
    }
}

这种模式不但允许一个Filter自行决定处理ServletRequestServletResponse,还可以“伪造”ServletRequestServletResponse以便让下一个Filter处理,能实现非常复杂的功能。

练习

使用责任链模式实现审批

小结

责任链模式是一种把多个处理器组合在一起,依次处理请求的模式;

责任链模式的好处是添加新的处理器或者重新排列处理器非常容易;

责任链模式经常用在拦截、预处理请求等。


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