行为型设计模式08-职责链模式
作者：猫十二懿
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公众号：猫十二懿
职责链模式
1、职责链模式介绍
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为设计模式，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。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
在责任链模式中，请求通过一条链传递，每个对象都有机会处理请求。当一个对象无法处理请求时，它会将请求传递给链中的下一个对象，直到找到能够处理请求的对象为止。这种方式可以动态地组织和管理对象，使得请求发送者和接收者之间解耦，提高系统的灵活性和可扩展性。
1.1 职责链模式基本实现
职责链模式结构图：
责任链模式包含以下几个角色：
- 抽象处理者（Handler）：定义了一个处理请求的接口，通常包含一个指向下一个处理者的引用，用于构建责任链。
- 具体处理者（ConcreteHandler）：实现抽象处理者接口，具体处理请求的逻辑。如果可以处理请求，则处理请求；否则，将请求传递给下一个处理者。
Handler类，定义一个处理请示的接口：
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:04
* 处理请求的接口
*/
public abstract class Handler {
protected Handler successor;
/**
* 设置继承者
* @param successor
*/
public void setSuccessor(Handler successor) {
this.successor = successor;
}
public abstract void handleRequest(int request);
}
ConcreteHandler类，具体处理者类，处理它所负责的请求，可访问它的 后继者，如果可处理该请求，就处理之，否则就将该请求转发给它的后继 者。
ConcreteHandler1，当请求数为0~10则有权处理，否则转到下一位：
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:06
*/
public class ConcreteHandler1 extends Handler {
@Override
public void handleRequest(int request) {
if (request >= 0 && request < 10) {
// 当前处理者权限 0 ~ 9
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 转移给下一个处理者
successor.handleRequest(request);
}
}
}
ConcreteHandler2，当请求数为10~20则有权处理，否则转到下一位。
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:06
*/
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
@Override
public void handleRequest(int request) {
if (request >= 10 && request < 20) {
// 当前处理者权限 10 ~ 19
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 转移给下一个处理者
successor.handleRequest(request);
}
}
}
ConcreteHandler3，当请求数为20~99则有权处理，否则转到下一位
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:06
*/
public class ConcreteHandler3 extends Handler {
@Override
public void handleRequest(int request) {
if (request >= 20 && request < 100) {
// 当前处理者权限 20 ~ 99
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 转移给下一个处理者
successor.handleRequest(request);
}
}
}
客户端代码，向链上的具体处理者对象提交请求。
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:09
*/
public class ChainClient {
public static void main(String[] args) {
ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1();
ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2();
ConcreteHandler3 handler3 = new ConcreteHandler3();
// 设置职责链上下关系
handler1.setSuccessor(handler2);
handler2.setSuccessor(handler3);
// 请求
int[] request = {15, 67, 8, 9, 46, 1, 5, 23, 41};
// 循环给最小矗立着提交请求，不同的数额，得不同的权限处理者处理
for (int i : request) {
handler1.handleRequest(i);
}
}
}
2、具体例子说明
在公司请假或者升职加薪，需要通过经理、总监、总经理的批准，不同身份有不同的权限。当然可以直接直接找总经理给你升职加薪
2.1 不使用职责链模式 - 加薪 / 请假
升值加薪：经理是没有权限的，要上报给总监，总监的回复也是没有权限管，只能再上报到总经理才有处理的权限
请假：经理只能处理请假两天的申请，再多就不可以。必须要上报给上司才有权限去处理这个请求。
// 申请类
public class Request {
// 申请类别
private String requestType;
public String getRequestType(){
return this.requestType;
}
public void setRequestType(String value){
this.requestType = value;
}
//申请内容
private String requestContent;
public String getRequestContent(){
return this.requestContent;
}
public void setRequestContent(String value){
this.requestContent = value;
}
// 数量
private int number;
public int getNumber(){
return this.number;
}
public void setNumber(int value){
this.number = value;
}
}
//管理者
public class Manager{
protected String name;
public Manager(String name){
this.name = name;
}
public void getResult(String managerLevel,Request request){
if (managerLevel == "经理"){
if (request.getRequestType()=="请假" && request.getNumber()<=2)
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天，被批准");
else
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天，我无权处理");
}
else if (managerLevel == "总监"){
if (request.getRequestType()=="请假" && request.getNumber()<=5)
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天，被批准");
else
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天，我无权处理");
}
else if (managerLevel == "总经理"){
if (request.getRequestType()=="请假")
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天，被批准");
else if (request.getRequestType()=="加薪" && request.getNumber()<=5000)
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"元，被批准");
else if (request.getRequestType()=="加薪" && request.getNumber()>5000)
System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"元，再说吧");
}
}
}
客户端：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Manager manager = new Manager("金利");
Manager director = new Manager("宗剑");
Manager generalManager = new Manager("钟精励");
Request request = new Request();
request.setRequestType("加薪");
request.setRequestContent("Shier请求加薪");
request.setNumber(10000);
// 不同身份的人有不同的权限，进行处理结果
manager.getResult("经理", request);
director.getResult("总监", request);
generalManager.getResult("总经理", request);
Request request2 = new Request();
request2.setRequestType("请假");
request2.setRequestContent("Shier请假");
request2.setNumber(3); // 权限级别
manager.getResult("经理", request2);
director.getResult("总监", request2);
generalManager.getResult("总经理", request2);
}
}
通过上面的程序，会发现一个问题管理者类，里面的方法比较长，太多的分支判断。类的责任太多，就违背了单一职责原则，同时增加新的项目时，要去修改这个方法，就违背了开发 - 封闭原则。下面就要用到职责链模式要简化这样开发业务场景 。
2.2 职责链模式 - 加薪 / 请假
将上面的程序进行重构，得到的代码结构图如下：
Request请求类：
/**
* @author Shier
* 申请类
*/
public class Request {
// 申请类别
private String requestType;
public String getRequestType() {
return this.requestType;
}
public void setRequestType(String value) {
this.requestType = value;
}
//申请内容
private String requestContent;
public String getRequestContent() {
return this.requestContent;
}
public void setRequestContent(String value) {
this.requestContent = value;
}
// 数量
private int number;
public int getNumber() {
return this.number;
}
public void setNumber(int value) {
this.number = value;
}
}
抽象管理者：
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:33
* 抽象管理这类
*/
public abstract class Manager {
protected String name;
public Manager(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 设置管理者上级
*/
protected Manager superior;
public void setSuperior(Manager superior) {
this.superior = superior;
}
/**
* 请求申请
*
* @param request
*/
public abstract void requestApplications(Request request);
}
经理类就可以去继承这个’管理者’类，只需重写 ‘申请请求’ 的方法
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:34
* 普通经理类
*/
public class CommonManager extends Manager {
public CommonManager(String name) {
super(name);
}
@Override
public void requestApplications(Request request) {
if (request.getRequestType() == "请假" && request.getNumber() <= 2) {
System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else if (this.superior != null) {
this.superior.requestApplications(request);
}
}
}
总监同样继承抽象管理类
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:36
* 总监
*/
public class Director extends Manager {
public Director(String name) {
super(name);
}
@Override
public void requestApplications(Request request) {
if (request.getRequestType() == "请假" && request.getNumber() <= 5) {
System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else if (this.superior != null) {
this.superior.requestApplications(request);
}
}
}
总经理同样继承管理者类，总经理的权限就是全部都需要处理。
/**
* @author Shier
* CreateTime 2023/5/20 16:36
* 总经理
*/
public class GeneralManager extends Manager {
public GeneralManager(String name) {
super(name);
}
@Override
public void requestApplications(Request request) {
if (request.getRequestType() == "请假") {
System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量：" + request.getNumber() + "天，被批准");
} else if (request.getRequestType() == "加薪" && request.getNumber() <= 5000) {
System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量：" + request.getNumber() + "元，被批准");
} else if (request.getRequestType() == "加薪" && request.getNumber() > 5000) {
System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量：" + request.getNumber() + "元，再说吧");
}
}
}
测试类：
/**
* @author Shier
*/
public class ChainClient {
public static void main(String[] args) {
CommonManager manager = new CommonManager("大明经理");
Director director = new Director("大大明总监");
GeneralManager generalManager = new GeneralManager("大大大明总经理");
// 设置管理者之间上下级关系 经理 => 总监 => 总经理
manager.setSuperior(director);
director.setSuperior(generalManager);
// 加薪 5000
Request request = new Request();
request.setRequestType("加薪");
request.setRequestContent("Shier请求加薪");
request.setNumber(5000);
// 从自己最近的上司开始请求也就是经理
manager.requestApplications(request);
// 加薪10000
Request request1 = new Request();
request1.setRequestType("加薪");
request1.setRequestContent("Shier请求加薪");
request1.setNumber(10000);
manager.requestApplications(request1);
// 请假一天
Request request2 = new Request();
request2.setRequestType("请假");
request2.setRequestContent("Shier请假");
request2.setNumber(1);
manager.requestApplications(request2);
// 请假四天
Request request3 = new Request();
request3.setRequestType("请假");
request3.setRequestContent("Shier请假");
request3.setNumber(4);
manager.requestApplications(request3);
}
}
最后得到的结果：
由于我们把原来的一个 ‘管理者’ 类改成了一个抽象类和三个具体类， 此时类之间的灵活性就大大增加了，如果我们需要扩展新的管理者类别，只需要增加子类就可以。比如这个例子增加一个 ‘集团总裁’ 类，完全是没有问题的，只需要修改 ‘总经理类’ 即可，并不影响其他类代码。
这样使用职责链模式可以更加清晰这些代码之间的关系，不像最上面的一个类里面多个判断语句，看起来都很难维护。好了，再总结一下职责链模式
3、职责链模式总结
职责链模式的好处
- 当客户提交一个请求时，请求是沿链传递直至有一个 ConcreteHandler 对象负责处理它。
- 降低耦合：接收者和发送者都没有对方的明确信息，且链中的对 象自己也并不知道链的结构。结果是职责链可简化对象的相互连接，它们仅 需保持一个指向其后继者的引用，而不需保持它所有的候选接受者的引用。降低了代码之间耦合度。
- 灵活性：随时地增加或修改处理一个请求的结构。增强了给对象指派职责的灵活性。
优点：
- 将请求发送者和接收者解耦，可以避免请求发送者与接收者之间的直接耦合，增强了代码的可维护性。
- 可以动态地新增或修改请求处理顺序，提高了程序的灵活性和可扩展性。
- 可以进行请求的拦截、分流等操作，方便进行统计和日志记录等处理。
- 可以根据需要对请求的处理进行单独的测试，便于代码测试和调试。
- 解耦发送者和接收者：职责链模式可以将发送者和接收者解耦，发送者不需要知道请求的具体处理者是谁，而处理者也不需要知道请求的发送者是谁，从而提高系统的灵活性。
- 动态组合和扩展性：职责链模式允许动态地向链中添加或删除处理者，以适应不同的业务需求，增强了系统的可扩展性。
- 可配置性：通过调整链中处理者的顺序，可以灵活地配置处理流程，满足不同的处理优先级或条件。
缺点：
- 请求的保证：没有明确的处理者处理请求的保证。请求可能到达链的末尾而没有被处理，这需要在设计时进行合理的考虑。
- 性能考虑：由于链中的请求需要依次传递给每个处理者，因此在处理大量请求时可能会影响性能。
- 可能导致系统变得复杂：当链过长或者处理者过多时，职责链模式可能会导致系统变得复杂，难以理解和维护。
使用场景：
-
处理复杂的请求处理流程，例如购物车结算、审批流程等复杂业务中。
-
需要动态指定请求的处理顺序或者动态添加新的请求处理者时。
-
处理日志记录、缓存等拦截器的场景。例如在Spring中，就应用了责任链模式来实现Interceptor拦截器。
-
多个对象可以处理同一请求，但具体的处理者在运行时可变或不确定的情况下，可以使用职责链模式。
-
需要动态组合处理流程或动态调整处理顺序的情况下，职责链模式可以提供灵活性和可配置性。
-
需要在不明确请求的发送者和接收者之间建立松耦合关系的情况下，职责链模式可以解耦对象之间的关系。
-
可配置性：通过调整链中处理者的顺序，可以灵活地配置处理流程，满足不同的处理优先级或条件。
缺点：
- 请求的保证：没有明确的处理者处理请求的保证。请求可能到达链的末尾而没有被处理，这需要在设计时进行合理的考虑。
- 性能考虑：由于链中的请求需要依次传递给每个处理者，因此在处理大量请求时可能会影响性能。
- 可能导致系统变得复杂：当链过长或者处理者过多时，职责链模式可能会导致系统变得复杂，难以理解和维护。
使用场景：
- 处理复杂的请求处理流程，例如购物车结算、审批流程等复杂业务中。
- 需要动态指定请求的处理顺序或者动态添加新的请求处理者时。
- 处理日志记录、缓存等拦截器的场景。例如在Spring中，就应用了责任链模式来实现Interceptor拦截器。
- 多个对象可以处理同一请求，但具体的处理者在运行时可变或不确定的情况下，可以使用职责链模式。
- 需要动态组合处理流程或动态调整处理顺序的情况下，职责链模式可以提供灵活性和可配置性。
- 需要在不明确请求的发送者和接收者之间建立松耦合关系的情况下，职责链模式可以解耦对象之间的关系。