职责链模式

摘自《JavaScript设计模式与开发实践》

职责链模式的定义是: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。

职责链模式的名字非常形象,一系列可能会处理请求的对象被连接成一条链,请求在这些对象之间依次传递,直到遇到一个可以处理它的对象,我们把这些对象称为链中的节点。

现实中的职责链模式

如果早高峰能顺利挤上公交车的话,那么估计这一天都会过得很开心。因为公交车上人实在太多了,经常上车后却找不到售票员在哪,所以只好把两块钱硬币往前面递。除非你运气够好,站在你前面的第一个人就是售票员,否则,你的硬币通常要在 N 个人手上传递,才能最终到达售票员的手里。

实际开发中的职责链模式

假设我们负责一个售卖手机的电商网站,经过分别交纳 500元定金和 200元定金的两轮预定后(订单已在此时生成),现在已经到了正式购买的阶段。

公司针对支付过定金的用户有一定的优惠政策。在正式购买后,已经支付过 500元定金的用户会收到 100元的商城优惠券,200元定金的用户可以收到 50元的优惠券,而之前没有支付定金的用户只能进入普通购买模式,也就是没有优惠券,且在库存有限的情况下不一定保证能买到。

  • orderType :表示订单类型(定金用户或者普通购买用户), code 的值为 1的时候是 500元定金用户,为 2的时候是 200元定金用户,为 3的时候是普通购买用户。
  • pay :表示用户是否已经支付定金,值为 true 或者 false , 虽然用户已经下过 500元定金的订单,但如果他一直没有支付定金,现在只能降级进入普通购买模式。
  • stock :表示当前用于普通购买的手机库存数量,已经支付过 500 元或者 200 元定金的用户不受此限制。
  const order = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1) { // 500 元定金购买模式
      if (pay === true) { // 已支付定金
        console.log('500 元定金预购, 得到 100 优惠券')
      } else { // 未支付定金,降级到普通购买模式
        if (stock > 0) { // 用于普通购买的手机还有库存
          console.log('普通购买, 无优惠券')
        } else {
          console.log('手机库存不足')
        }
      }
    }
    else if (orderType === 2) { // 200 元定金购买模式
      if (pay === true) {
        console.log('200 元定金预购, 得到 50 优惠券')
      } else {
        if (stock > 0) {
          console.log('普通购买, 无优惠券')
        } else {
          console.log('手机库存不足')
        }
      }
    }
    else if (orderType === 3) {
      if (stock > 0) {
        console.log('普通购买, 无优惠券')
      } else {
        console.log('手机库存不足')
      }
    }
  }
  order(1, true, 500) // 输出: 500 元定金预购, 得到 100 优惠券

虽然我们得到了意料中的运行结果,但这远远算不上一段值得夸奖的代码。 order 函数不仅巨大到难以阅读,而且需要经常进行修改。虽然目前项目能正常运行,但接下来的维护工作无疑是个梦魇。

用职责链模式重构代码

现在我们采用职责链模式重构这段代码,先把 500 元订单、200 元订单以及普通购买分成 3个函数。接下来把 orderType 、 pay 、 stock 这 3个字段当作参数传递给 500元订单函数,如果该函数不符合处理条件,则把这个请求传递给后面的 200元订单函数,如果 200元订单函数依然不能处理该请求,则继续传递请求给普通购买函数,代码如下:

  // 500元订单
  const order500 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1 && pay === true) {
      console.log('500 元定金预购, 得到 100 优惠券')
    } else {
      order200(orderType, pay, stock) // 将请求传递给 200 元订单
    }
  }

  // 200元订单
  const order200 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 2 && pay === true) {
      console.log('200 元定金预购, 得到 50 优惠券')
    } else {
      orderNormal(orderType, pay, stock) // 将请求传递给普通订单
    }
  }

  // 普通购买订单
  const orderNormal = function (orderType, pay, stock) {
    if (stock > 0) {
      console.log('普通购买, 无优惠券')
    } else {
      console.log('手机库存不足')
    }
  }
  order500(1, true, 500) // 输出:500 元定金预购, 得到 100 优惠券
  order500(1, false, 500) // 输出:普通购买, 无优惠券
  order500(2, true, 500) // 输出:200 元定金预购, 得到 500 优惠券
  order500(3, false, 500) // 输出:普通购买, 无优惠券
  order500(3, false, 0) // 输出:手机库存不足

可以看到,执行结果和前面那个巨大的 order 函数完全一样,但是代码的结构已经清晰了很多,我们把一个大函数拆分了 3个小函数,去掉了许多嵌套的条件分支语句。

目前已经有了不小的进步,但我们不会满足于此,虽然已经把大函数拆分成了互不影响的 3个小函数,但可以看到,请求在链条传递中的顺序非常僵硬,传递请求的代码被耦合在了业务函数之中:

  const order500 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1 && pay === true) {
      console.log('500 元定金预购, 得到 100 优惠券')
    } else {
      order200(orderType, pay, stock) // 将请求传递给 200 元订单
    }
  }

这依然是违反开放封闭原则的,如果有天我们要增加300 元预订或者去掉 200 元预订,意味着就必须改动这些业务函数内部。就像一根环环相扣打了死结的链条,如果要增加、拆除或者移动一个节点,就必须得先砸烂这根链条。

灵活可拆分的职责链节点

本节我们采用一种更灵活的方式,来改进上面的职责链模式,目标是让链中的各个节点可以灵活拆分和重组。

首先需要改写一下分别表示 3种购买模式的节点函数,我们约定,如果某个节点不能处理请求,则返回一个特定的字符串 'nextSuccessor' 来表示该请求需要继续往后面传递:

  // 我们约定,如果某个节点不能处理请求,则返回一个特定的字符串  'nextSuccessor' 来表示该请求需要继续往后面传递
  const order500 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1 && pay === true) {
      console.log('500 元定金预购,得到 100 优惠券')
    } else {
      return 'nextSuccessor' // 我不知道下一个节点是谁,反正把请求往后面传递
    }
  }
  const order200 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 2 && pay === true) {
      console.log('200 元定金预购,得到 50 优惠券')
    } else {
      return 'nextSuccessor' // 我不知道下一个节点是谁,反正把请求往后面传递
    }
  }
  const orderNormal = function (orderType, pay, stock) {
    if (stock > 0) {
      console.log('普通购买,无优惠券')
    } else {
      console.log('手机库存不足')
    }
  }

接下来需要把函数包装进职责链节点,我们定义一个构造函数 Chain ,在 new Chain 的时候传递的参数即为需要被包装的函数, 同时它还拥有一个实例属性this.successor ,表示在链中的下一个节点。此外 Chain 的 prototype 中还有两个函数,它们的作用如下所示:

  // Chain.prototype.setNextSuccessor 指定在链中的下一个节点
  // Chain.prototype.passRequest 传递请求给某个节点

  const Chain = function (fn) {
    this.fn = fn
    this.successor = null
  }
  Chain.prototype.setNextSuccessor = function (successor) {
    return this.successor = successor
  }
  Chain.prototype.passRequest = function () {
    const ret = this.fn.apply(this, arguments)
    if (ret === 'nextSuccessor') {
      return this.successor && this.successor.passRequest.apply(this.successor, arguments)
    }
    return ret
  }

现在我们把 3个订单函数分别包装成职责链的节点:

  const chainOrder500 = new Chain(order500)
  const chainOrder200 = new Chain(order200)
  const chainOrderNormal = new Chain(orderNormal)

然后指定节点在职责链中的顺序:

 chainOrder500.setNextSuccessor(chainOrder200)
 chainOrder200.setNextSuccessor(chainOrderNormal)

最后把请求传递给第一个节点:

  chainOrder500.passRequest(1, true, 500) // 输出:500 元定金预购,得到 100 优惠券
  chainOrder500.passRequest(2, true, 500) // 输出:200 元定金预购,得到 50 优惠券
  chainOrder500.passRequest(3, true, 500) // 输出:普通购买,无优惠券
  chainOrder500.passRequest(1, false, 0)  // 输出:手机库存不足

异步的职责链


调用函数 chainFn1.passRequest() 后,会先执行发送者Fn1这个函数 打印出 1,然后返回字符串 nextSuccessor 接着就执行return this.successor && this.successor.passRequest.apply(this.successor,arguments) 这个函数到 Fn2,打印 2,接着里面有一个setTimeout 定时器异步函数,需要把请求给职责链中的下一个节点,因此过一秒后会打印出 3。

职责链的优缺点

职责链模式的优点是:

  • 解耦了请求发送者和N个接收者之间的复杂关系,不需要知道链中那个节点能处理你的请求,所以你只需要把请求传递到第一个节点即可。
  • 链中的节点对象可以灵活地拆分重组,增加或删除一个节点,或者改变节点的位置都是很简单的事情。
  • 我们还可以手动指定节点的起始位置,并不是说非得要从其实节点开始传递的。

职责链模式的缺点是:

  • 职责链模式中多了一点节点对象,可能在某一次请求过程中,大部分节点没有起到实质性作用,他们的作用只是让请求传递下去,从性能方面考虑,避免过长的职责链提高性能。

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