Java设计模式——责任链模式【Chain of Responsibility Pattern】

一、引言

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :

责任链模式基本介绍：

• 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 又叫职责链模式，为请求创建了一个接收者对象的链(简单示意图如下)。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦
• 通常，责任链模式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，依此类推。这种类型的设计模式属于行为型模式
• 责任链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

二、责任链模式

1.责任链模式原理类图

对原理类图的说明：

• Handler：抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时含有另外一个Handler对象
• ConcreteHandlerA/B：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，则自己处理；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。

三、具体需求

1.OA系统采购审批需求

学校OA系统的采购审批项目，需求是：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

2.传统方案

思路：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，可以用if/else来进行判断

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：
  • 如果各个级别的人员审批金额发生变化，在客户端也需要变化
  • 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

3. 责任链模式方案

思路分析 - 类图

具体实现

// PurchaseRequest.java
public class PurchaseRequest {
	private int type = 0;//请求类型
	private float price = 0.0f;//请求金额
	private int id = 0;
	
	public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
		super();
		this.type = type;
		this.price = price;
		this.id = id;
	}
	// get/set方法略
}

// Approver.java
public abstract class Approver {
	Approver approver;//下一个处理者
	String name;//处理者名字
	public Approver(String name) {
		this.name = name;
	}
	public void setApprover(Approver approver) {
		this.approver = approver;
	}
	
	//处理审批请求的方法(需要得到一个请求)：由具体的子类完成，因此该方法做成抽象的
	public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}

// DepartmentApprover.java / CollegeApprover.java / …
public class DepartmentApprover extends Approver{
	public DepartmentApprover(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
		if(purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
			System.out.println("请求编号id= "+purchaseRequest.getId()+"被"+this.name+"处理");
		}else {
			approver.processRequest(purchaseRequest);//让后继者来处理
		}
	}
}

// Client.java
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("王副院长");
		SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("赵校长");
		
		//设置好审批链（处理人要构成一个环--保证一定能找到人处理）：否则会报空指针异常
		//如果不是环的话，所有的处理一定要从第一级开始寻找处理人
		departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
		collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
		viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
		schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
		
		departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
	}
}

四、注意事项和细节

• 将请求和处理分开，实现了解耦，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
• 性能会受到一定影响，特别是在链比较长的时候，因此需要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
• 由于是链式，导致调试不方便，采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂
• 最佳应用场景：有多个对象可以处理同一个请求时常使用，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。