24种设计模式之行为模式（一）- 职责链模式

实战案例：采购单的分级审批

Sunny软件公司程节了一个采购审批子系统，其采购审批是分级进行的，根据不同的采购金额由不同层次的主管进行审批。主任审批5万一下，副董事长审批5万到10万。董事长审批10万-50万的采购单。其流程如图所示：

采购流程

在实现分级审批的时候，小明开发元提出了一个初始解决方案，使用PurchaseRequestHandler统一处理采购单，框架代码如下：

Class PurchaseRequestHandler{
  public void sendRequestToDirectror(PurchaseRequest request){
    if(request.getAmount()<50000)
      //主管审批
      this.handlerByDirector(request);
    else if(request.getAmount()<100000)
      //副董事长审批采购
      this.handlerByVicePresident(request);
......//省略一大堆
  }
}

通过上述代码，我们分析一下，会有这几个问题：

如果审批流程更长，会导致该类代码越来越多，且各个级别的审批都在一个类中，违反了单一职责原则，测试维护难度大。
修改审批细节都必须对源代码进行修改并测试，违反了开闭原则。
审批流程缺乏灵活性，只能通过改源代码实现流程的修改，无法动态调整。
上述问题想要解决，我们可以使用职责链模式，下面就让我们打开新世界的大门吧。

职责链概述

职责链模式可以将请求的处理者组织成一条链，并让请求沿着链传递，由链上的处理着对请求进行处理，客户端无需关心请求的处理细节以及请求的传递，只需将请求发送到链上即可，实现请求发送者和请求处理者的解耦。

定义：职责链模式(Chain of Responsibility Pattern)：避免请求发送者与接受者耦合在一起，让多个对象都有可能接收请求，将这些对象连接成一条链，并且沿着这条链传递请求，知道有对象处理它为止。职责链模式是一种对象行为模式。

职责链模式结构的核心在于引入了抽象处理者：如图：

职责链模式结构图

职责链模式结构图中包含如下几个角色：

Handler：定义了处理请求的接口，一般设计为抽象类，由具体不同的具体处理着处理请求的方式不同，因此定义抽象请求处理方法。因为每个处理者的下家还是一个处理者，因此在抽象处理者定义了一个抽象处理者类型的对象，作为下家引用。通过该引用，处理着可以连成一条链。
ConcreteHandler（具体处理者）：他是抽象处理者的子类，可以处理用户请求，在具体处理者类中实现了抽象处理者定义的抽象请求处理方法，在处理请求之前进行判断，看是否有相应的处理权限，如果可以处理请求就处理它，否则转发给后者；在具体处理者中可以访问链中下一个对象，一遍请求的转发。
在职责链中：很多对象由每一个对象对其下家的引用而链接起来形成一条链。请求在这个链上传递，知道链上某个对象决定处理刺请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织链和分配责任。

纯与不纯的职责链模式

纯的职责链模式：
一个纯的职责链模式要求一个具体处理者对象只能在两个行为中选择一个：要么承担全部责任，要么将责任推给下家，不允许出现某一个具体处理者对象在承担了一部分或全部责任后又将责任向下传递的情况。而且在纯的职责链模式中，要求一个请求必须被某一个处理者对象所接收，不能出现某个请求未被任何一个处理者对象处理的情况。在前面的采购单审批实例中应用的是纯的职责链模式。
不纯的职责链模式：
在一个不纯的职责链模式中允许某个请求被一个具体处理者部分处理后再向下传递，或者一个具体处理者处理完某请求后其后继处理者可以继续处理该请求，而且一个请求可以最终不被任何处理者对象所接收。Java AWT 1.0中的事件处理模型应用的是不纯的职责链模式，其基本原理如下：由于窗口组件（如按钮、文本框等）一般都位于容器组件中，因此当事件发生在某一个组件上时，先通过组件对象的handleEvent()方法将事件传递给相应的事件处理方法，该事件处理方法将处理此事件，然后决定是否将该事件向上一级容器组件传播；上级容器组件在接到事件之后可以继续处理此事件并决定是否继续向上级容器组件传播，如此反复，直到事件到达顶层容器组件为止；如果一直传到最顶层容器仍没有处理方法，则该事件不予处理。每一级组件在接收到事件时，都可以处理此事件，而不论此事件是否在上一级已得到处理，还存在事件未被处理的情况。显然，这就是不纯的职责链模式，早期的Java AWT事件模型(JDK 1.0及更早)中的这种事件处理机制又叫事件浮升(Event Bubbling)机制。从Java.1.1以后，JDK使用观察者模式代替职责链模式来处理事件。目前，在JavaScript中仍然可以使用这种事件浮升机制来进行事件处理。

职责链模式总结

职责链模式通过建立一条链来组织请求的处理者，请求将沿着链进行传递，请求发送者无须知道请求在何时、何处以及如何被处理，实现了请求发送者与处理者的解耦。在软件开发中，如果遇到有多个对象可以处理同一请求时可以应用职责链模式，例如在Web应用开发中创建一个过滤器(Filter)链来对请求数据进行过滤，在工作流系统中实现公文的分级审批等等，使用职责链模式可以较好地解决此类问题。

职责链模式优缺点

优点：

职责链模式使得一个对象无须知道是其他哪一个对象处理其请求，对象仅需知道该请求会被处理即可，接收者和发送者都没有对方的明确信息，且链中的对象不需要知道链的结构，由客户端负责链的创建，降低了系统的耦合度。
请求处理对象仅需维持一个指向其后继者的引用，而不需要维持它对所有的候选处理者的引用，可简化对象的相互连接。
在给对象分派职责时，职责链可以给我们更多的灵活性，可以通过在运行时对该链进行动态的增加或修改来增加或改变处理一个请求的职责。
在系统中增加一个新的具体请求处理者时无须修改原有系统的代码，只需要在客户端重新建链即可，从这一点来看是符合“开闭原则”的。

缺点：

由于一个请求没有明确的接收者，那么就不能保证它一定会被处理，该请求可能一直到链的末端都得不到处理；一个请求也可能因职责链没有被正确配置而得不到处理。
对于比较长的职责链，请求的处理可能涉及到多个处理对象，系统性能将受到一定影响，而且在进行代码调试时不太方便。
如果建链不当，可能会造成循环调用，将导致系统陷入死循环。

适用场景

有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理该请求待运行时刻再确定，客户端只需将请求提交到链上，而无须关心请求的处理对象是谁以及它是如何处理的。
在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。
可动态指定一组对象处理请求，客户端可以动态创建职责链来处理请求，还可以改变链中处理者之间的先后次序。