Java设计模式：责任链模式

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一、责任链模式的定义

责任链模式（Chain of Responsibility）又名 职责链模式，是一种行为设计模式，它允许你构建一个由多个对象组成的链，每个对象都有机会处理请求，或者将请求传递给链中的下一个对象。这种模式常用于处理请求的对象之间存在 层次关系 的情况。责任链模式的主要目的是解耦发送者和接收者，使多个对象都有机会处理请求，而不是将请求发送者与接收者硬编码在一起。

在责任链模式中，每个处理者都包含一个对下一个处理者的引用，形成一个链条。当请求进入链条时，从链条的头部开始逐个处理，直到找到能够处理该请求的对象为止。如果没有找到合适的处理者，请求可以被忽略或者采取默认的处理方式。

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二、责任链模式的结构

责任链模式包含以下的重要角色：

• 抽象处理者（Handler）： 定义一个处理请求的接口，包含抽象处理方法并维护一个对下一个处理者的引用；
• 具体处理者（Concrete Handler）： 实现处理请求的接口，判断能否处理本次请求，如果能够处理则处理，否则将请求传递给下一个处理者。
• 客户端类（Client）： 创建处理链，并向链头的具体处理者对象提交请求，它不关心处理细节和请求的传递过程。

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三、责任链模式的实现

需求案例：在公司的采购审批流程中，一般根据采购金额的不同需要由不同角色的领导来进行审核。例如，采购部的员工发出采购申请的请求（包含采购金额），一开始是组长接受请求并处理：

• 如果采购金额小于2000的话，则组长可以直接同意批准采购；
• 如果采购金额介于2000到5000之间的话，则组长同意批准采购之后还需要将采购申请提交到给经理，由经理审核是否同意批准采购；
• 如果采购金额大于5000，则不仅需要组长和经理审核同意，还需要由经理将采购申请提交到总经理，由总经理再次审核是否同意批准采购。

类似于上述的业务场景使用责任链模式就可以很好地解决问题。

具体的流程如下：

?
使用责任链模式实现上述案例，类图如下：

?
具体的类设计如下：

抽象处理者类：

public abstract class HandleRequest {

    //声明上级领导
    public HandleRequest nextHandle;

    //设置上级领导对象
    public void  setHandleRequest(HandleRequest nextHandle) {
        this.nextHandle = nextHandle;
    }

    //提交采购请求
    public abstract void handleLeaveRequest(LeaveRequest leaveRequest);
}

组长类（具体的处理者）：

public class GroupLeader extends HandleRequest{
    
    @Override
    public void handleLeaveRequest(LeaveRequest leaveRequest) {
        if (leaveRequest.getAmount() < 2000) {
            System.out.println("采购流程审核结果：组长同意批准采购");
            System.out.println("采购流程审核结束");
        } else if (nextHandle != null) {
            System.out.println("审核第一步：组长同意批准采购, 等待上级领导审核中...");
            nextHandle.handleLeaveRequest(leaveRequest);
        }
    }
    
}

经理类（具体的处理者）：

public class Manage extends HandleRequest{

    @Override
    public void handleLeaveRequest(LeaveRequest leaveRequest) {
        if (leaveRequest.getAmount() >= 2000 && leaveRequest.getAmount() <= 5000) {
            System.out.println("采购流程审核结果：经理同意批准采购");
            System.out.println("采购流程审核结束");
        } else if (nextHandle != null) {
            System.out.println("审核第二步：经理同意批准采购, 等待上级领导审核中...");
            nextHandle.handleLeaveRequest(leaveRequest);
        }
    }
 
}

总经理类（具体的处理者）：

public class GeneralManager extends HandleRequest{
    
    @Override
    public void handleLeaveRequest(LeaveRequest leaveRequest) {
        if (leaveRequest.getAmount() > 5000) {
            System.out.println("采购流程审核结果：总经理同意批准采购");
            System.out.println("采购流程审核结束");
        } else {
            System.out.println("不同意该采购申请");
        }
    }
    
}

采购请求类：

public class LeaveRequest {

    private double amount;

    public LeaveRequest(double amount) {
        this.amount = amount;
    }

    public double getAmount() {
        return amount;
    }

}

客户端类：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        //创建责任链
        GroupLeader groupLeader = new GroupLeader();
        Manage manage = new Manage();
        GeneralManager generalManager = new GeneralManager();

        //设置责任链关系
        groupLeader.setHandleRequest(manage);
        manage.setHandleRequest(generalManager);

        //发起采购请求
        LeaveRequest request1 = new LeaveRequest(1600);
        LeaveRequest request2 = new LeaveRequest(3800);
        LeaveRequest request3 = new LeaveRequest(6200);

        //处理采购请求
        System.out.println("------采购金额为1600的审核流程情况------");
        groupLeader.handleLeaveRequest(request1);
        System.out.println("------采购金额为3800的审核流程情况------");
        groupLeader.handleLeaveRequest(request2);
        System.out.println("------采购金额为6200的审核流程情况------");
        groupLeader.handleLeaveRequest(request3);

    }
}

测试结果如下：

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四、责任链模式的优缺点

优点：

1. 松散耦合： 责任链模式使得请求发送者和接收者解耦，每个处理者仅需关心自己能否处理请求，而不需要知道整个处理流程的细节。
2. 灵活性： 可以动态地改变处理者之间的关系和顺序，新增或删除处理者，以适应不同的需求和场景。
3. 可扩展性： 容易添加新的处理者，无需修改现有的代码，符合开闭原则。
4. 单一职责原则： 每个具体处理者只负责处理特定类型的请求，符合单一职责原则，使得代码更清晰和可维护。

缺点：

1. 性能问题： 在责任链比较长的情况下，请求可能需要遍历整个链条才能找到合适的处理者，可能影响性能。
2. 可能导致请求无法处理： 如果责任链没有被正确配置，或者某个请求没有得到处理，可能导致请求无法被处理。
3. 不容易观察运行时的特征： 由于责任链的处理者是动态组合的，难以在运行时直观地观察到整个处理流程。
4. 可能引入安全问题： 如果责任链的配置不当，某个处理者可能被滥用，导致安全问题。

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五、责任链模式的使用场景

1. 审批流程： 当一个请求需要经过多个处理者进行审批时，可以使用责任链模式。每个处理者负责不同级别的审批，直到找到合适的处理者为止。
2. 日志记录： 在日志系统中，可以使用责任链模式处理不同级别的日志信息。每个处理者对应一个日志级别，形成责任链，便于灵活控制日志的输出。
3. 事件处理： 当系统中存在多个对象负责处理不同类型的事件时，可以使用责任链模式。每个处理者处理特定类型的事件，形成事件处理链。
4. 过滤器链： 在需要按顺序执行多个过滤操作的场景中，可以使用责任链模式。每个过滤器负责一个过滤操作，形成过滤器链。
5. 异常处理： 在异常处理中，可以使用责任链模式处理不同类型的异常。每个处理者负责处理特定类型的异常，形成异常处理链。
6. 请求转发： 在 Web 开发中，可以使用责任链模式实现请求的转发。每个处理者负责处理特定类型的请求，如果无法处理，则将请求转发给下一个处理者。
7. 工作流程引擎： 责任链模式可以用于实现工作流程引擎，其中每个节点负责执行一部分工作，流程按照责任链顺序逐步执行。

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