设计模式-责任链模式

问题背景

学校OA系统采购审批项目：需求时
1）采购员采购教学器材
2）如果金额小于等于5000，由教学主任审批
3）如果金额小于等于10000，由院长审批
4）如果金额小于等于30000，由副校长审批
5）如果金额小于等于40000，由校长审批

请设计完成采购审批项目

解决方案：传统方法

我们在程序里直接使用 if else 语句来判断这个审批交给谁来审批。

这样是最简单的，大家都知道该如何去写这样的代码。但是这样的代码和审批人是强耦合关系，非常不利于代码的扩展和维护。

责任链模式

基本介绍

1）职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）又叫责任链模式，为请求创建一个接收者对象的链。这种模式对请求的发送者和接收者进行耦合。
2）职责链模式通常每个接受者都包含另一个对象接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么他会把相同的请求传给下一个接收者，依次类推。
3）这种类型的设计模式属于行为模式

UML类图

1）Handler抽象类定义了一个处理请求的接口，同时包含下一个Handler
2）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（即处理下一个处理者），如果可以处理当前请求，则处理，否则就将该请求交给后续者去处理，从而形成一个职责链
3）Request类是全局的上下文，包含了很多属性，表示一个请求

职责链模式使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求发送者和接收者之间的耦合关系。将这个对象连成一条链，并沿着这个链条传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

解决方案：责任链模式

UML类图

代码示例

public abstract class Approver {

    /**
     * 下一个节点
     */
    private Approver approver;

    public Approver getApprover() {
        return approver;
    }

    public void setApprover(Approver approver) {
        this.approver = approver;
    }

    /**
     * 处理请求
     *
     * @param purchaseRequest
     */
    public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}

public class PurchaseRequest {
    /**
     * 金额
     */
    private Integer money;

    /**
     * 是否通过
     */
    private Boolean flag = Boolean.FALSE;

    /**
     * 审批通过人
     */
    private String name;

    public PurchaseRequest(Integer money) {
        this.money = money;
    }

    public Boolean getFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(Boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public Integer getMoney() {
        return money;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class DepartmentApprover extends Approver{

    /**
     * 节点名称
     */
    private String name = "教学主任";

    /**
     * 支持审批的金额
     */
    private Integer money;

    /**
     * 构造器要传入下一个处理节点
     *
     */
    public DepartmentApprover(Integer money) {
        this.money = money;
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        // 代表审批通过了
        if (purchaseRequest.getFlag()) {
            return;
        }
        if (purchaseRequest.getMoney() <= money) {
            purchaseRequest.setFlag(Boolean.TRUE);
            purchaseRequest.setName(this.name);
        } else {
            if (super.getApprover() != null) {
                super.getApprover().processRequest(purchaseRequest);
            }
        }
    }
}

public class CollegeApprover extends Approver{

    /**
     * 节点名称
     */
    private String name = "院长";

    /**
     * 支持审批的金额
     */
    private Integer money;

    /**
     * 构造器要传入下一个处理节点
     *
     */
    public CollegeApprover(Integer money) {
        this.money = money;
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        // 代表审批通过了
        if (purchaseRequest.getFlag()) {
            return;
        }
        if (purchaseRequest.getMoney() <= money) {
            purchaseRequest.setFlag(Boolean.TRUE);
            purchaseRequest.setName(this.name);
        } else {
            if (super.getApprover() != null) {
                super.getApprover().processRequest(purchaseRequest);
            }
        }
    }
}

public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver{

    /**
     * 节点名称
     */
    private String name = "副校长";

    /**
     * 支持审批的金额
     */
    private Integer money;

    /**
     * 构造器要传入下一个处理节点
     *
     */
    public ViceSchoolMasterApprover(Integer money) {
        this.money = money;
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        // 代表审批通过了
        if (purchaseRequest.getFlag()) {
            return;
        }
        if (purchaseRequest.getMoney() <= money) {
            purchaseRequest.setFlag(Boolean.TRUE);
            purchaseRequest.setName(this.name);
        } else {
            if (super.getApprover() != null) {
                super.getApprover().processRequest(purchaseRequest);
            }
        }
    }
}

public class SchoolMasterApprover extends Approver{

    /**
     * 节点名称
     */
    private String name = "校长";

    /**
     * 支持审批的金额
     */
    private Integer money;

    /**
     * 构造器要传入下一个处理节点
     *
     */
    public SchoolMasterApprover(Integer money) {
        this.money = money;
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        // 代表审批通过了
        if (purchaseRequest.getFlag()) {
            return;
        }
        if (purchaseRequest.getMoney() <= money) {
            purchaseRequest.setFlag(Boolean.TRUE);
            purchaseRequest.setName(this.name);
        } else {
            if (super.getApprover() != null) {
                super.getApprover().processRequest(purchaseRequest);
            }
        }
    }
}

测试用例

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 构建职责链节点
        DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover(5000);
        CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover(10000);
        ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover(30000);
        SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover(40000);

        // 构建职责链
        departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
        collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
        viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);


        // 创建请求
        PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(8000);

        // 传入职责链进行审批
        departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);

        // 查看结果
        System.out.println("是否审批通过：" + purchaseRequest.getFlag() + "审批人：" + purchaseRequest.getName());
    }
}

运行结果

注意事项和细节

1）将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性
2）简化了对象，使对象不需要知道链的结构
3）性能会受到影响，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
4）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
5）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