设计模式（23）——职责链模式

学校OA系统的采购审批项目

采购员采购教学器材
如果金额 小于等于5000，由教学主任审批（0<=x<=5000）
如果金额 小于等于10000，由院长审批（5000 如果金额 小于等于30000，由副校长审批（10000 如果金额 超过30000以上，由校长审批（30000

传统方案解决OA系统审批

• 设计方案（类图）
  
• 传统方案解决OA系统审批问题分析
  • 传统方式是：接收到一个采购请求后，根据采购金额来调用对应的Approver（审批人）完成审批
  • 传统方式的问题分析：客户端这里会使用到 分支判断（比如 switch）来对不同的采购请求处理，这样就存在如下问题（1）如果各个级别的人员审批金额发生变化，在客户端的也需要变化（2）客户端必须明确的知道 有多少个审批级别和访问
  • 这样 对一个采购请求进行处理 和 Approver（审批人）就存在强耦合关系，不利于代码的扩展和维护
  • 解决方案 =》 职责链模式

职责链模式

• 基本介绍
  • 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern），又叫 责任链模式，为请求创建了一个接收者对象的链（简单示意图）。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦。
  • 职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，以此类推。
  • 这种类型的设计模式属于行为型模式
• 原理类图
  
• 对类图的说明
  • Handler：抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时含有另外Handler
  • ConcreteHandlerA,B 是具体的处理者，处理它自己负责的请求，可以访问它的后继者（即下一个处理者），如果可以处理当前请求，则处理，否则就将该请求交给后继者去处理，从而形成一个职责链
  • Request，含有很多属性，表示一个请求

职责链模式解决OA系统采购审批

• 应用实例要求
  编写程序完成学校OA系统采购审批项目：需求

  • 如果金额 小于等于5000，由教学主任审批（0<=x<=5000）
  • 如果金额 小于等于10000，由院长审批（5000
  • 如果金额 小于等于30000，由副校长审批（10000
  • 如果金额 超过30000以上，由校长审批（30000

• 思路分析和图解（类图）
  

• 代码实现

package com.lm.responsibilitychain;

public abstract class Approver {
     

	Approver approver; //下一个处理者
	String name; //名字
	
	public Approver(String name) {
     
		this.name = name;
	}

	//下一个处理者
	public void setApprover(Approver approver) {
     
		this.approver = approver;
	}
	
	//处理审批请求的方法，得到一个请求，处理是子类完成的，因此该方法做成抽象
	public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
	
}

package com.lm.responsibilitychain;

/**
 * 系主任
 */
public class DepartmentApprover extends Approver {
     

	public DepartmentApprover(String name) {
     
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
     
		if (purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
     
			System.out.println("请求的编号 id = " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + "处理");
		} else {
     
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}

}

package com.lm.responsibilitychain;

/**
 * 院长
 */
public class CollegeApprover extends Approver {
     

	public CollegeApprover(String name) {
     
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
     
		if (purchaseRequest.getPrice() > 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 1000) {
     
			System.out.println("请求的编号 id = " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + "处理");
		} else {
     
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}

}

package com.lm.responsibilitychain;

/**
 * 副校长
 */
public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver {
     

	public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
     
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
     
		if (purchaseRequest.getPrice() > 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000) {
     
			System.out.println("请求的编号 id = " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + "处理");
		} else {
     
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}

}

package com.lm.responsibilitychain;

public class SchoolMasterApprover extends Approver {
     

	public SchoolMasterApprover(String name) {
     
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
     
		if (purchaseRequest.getPrice() > 30000) {
     
			System.out.println("请求的编号 id = " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + "处理");
		} else {
     
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}

}

package com.lm.responsibilitychain;

public class PurchaseRequest {
     

	private int type = 0; //请求类型
	private float price = 0.0f; //请求金额
	private int id = 0;
	
	//构造器
	public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
     
		this.type = type;
		this.price = price;
		this.id = id;
	}

	public int getType() {
     
		return type;
	}

	public float getPrice() {
     
		return price;
	}

	public int getId() {
     
		return id;
	}
	
}

package com.lm.responsibilitychain;

public class Client {
     

	public static void main(String[] args) {
     
		//创建一个请求
		PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000, 1);
		
		//创建相关的审批人
		DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
		CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
		ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校");
		SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("佟校长");

		//需要设置各个审批级别的下一个设置好（处理人构成环形）
		departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
		collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
		viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
		schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
		
		collegeApprover.processRequest(purchaseRequest);
	}

}

输出结果如下：

请求的编号 id = 1 被 佟校长处理

职责链模式在SpringMVC框架应用的源码分析

• SpringMVC-HandlerExecutionChain 类就使用到职责链模式
• SpringMVC请求流程简图
  
• 代码分析+Dubug源码+说明
  
• 源码和说明

package com.lm.spring.test;

import org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet;
import org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;

public class ResponsibilityChain {
     

	public static void main(String[] args) {
     
//		DispatcherServlet
		
		//说明
		/*
		 * protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
		 * 		HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
		 * 		mappedHandler = getHandler(processedRequest); //获取到HandlerExecutionChain对象
		 * 		//在 mappedHandler.applyPreHandle 内部 得到 HandlerInterceptor interceptor
		 * 		//调用了拦截器的 interceptor.preHandle 方法
		 * 		if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
					return;
				}
				
				//说明：mappedHandler.applyPostHandle 方法内部获取到拦截器，并调用
				//拦截器interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
				mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
			
		 * }
		 * 
		 * 
		 * 说明：在 mappedHandler.applyPreHandle 内部中，
		 * 还调用了 triggerAfterCompletion 方法，该方法中调用了
		 * 
			HandlerInterceptor interceptor = getInterceptors()[i];
			try {
				interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
			}
			catch (Throwable ex2) {
				logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", ex2);
			}
		 */
	}

}

• 对源码的总结
  • SpringMVC 请求的流程中，执行了拦截器相关方法 interceptor.preHandle 等等
  • 在处理SpringMVC 请求时，使用到职责链模式还使用到适配器模式
  • HandlerExecutionChain 主要负责的是请求拦截器的执行和请求处理，但是他本身不处理请求，只是将请求分配给链上注册处理器执行，这是职责链实现方式，减少职责链本身与处理逻辑之间的耦合，规范了处理流程
  • HandlerExecutionChain 维护了 HandlerInterceptor 的集合，可以向其中注册相应的拦截器

职责链模式的注意事项和细节

• 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
• 性能会受影响，特别是在链比较长的时候，因此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()方法中判断是否超过阈值，超过则不允许该链建立，避免出现超长链无意识地破话系统性能
• 调试不方便。采用类似递归的方式，调试时可能比较复杂
• 最佳应用场景：有多个对象可以处理同一个请求时，比如：多级请求、请假/加薪等审批流程、Java Web 中 Tomcat 对 Encoding 的处理、拦截器