【抽象责任链模式】实践优化
责任链模式
原文来自 ——> https://nageoffer.com/pages/51ffef/#%E8%B4%A3%E4%BB%BB%E9%93%BE%E6%A8%A1%E5%BC%8F
（小调整+重点标注，我是菜鸡）
1. 什么是责任链
责任链设计模式是一种行为型设计模式，其主要目的是解耦请求发送者和请求接收者，让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紧耦合。
责任链模式的核心是一个链式结构，链中每个节点代表一个处理者对象，请求先经过第一个节点处理，如果该节点能够处理请求，则直接返回处理结果；否则，请求继续往下一个节点传递，直到找到能够处理该请求的节点为止。整个过程类似于流水线上的多个工作站，每个工作站负责一项工作，如果自己处理不了，就将工作交给下一个工作站，直到整个工作完成。
在责任链模式中，每个处理者对象都有一个指向下一个处理者对象的引用，这样就形成了一个处理者链。请求发送者只需要将请求发送给第一个节点即可，而不用关心请求会被哪个处理者对象处理。由于每个处理者对象都有机会处理请求，因此责任链模式可以实现请求的动态分配。
2. 优缺点
优点：
可以动态地添加、删除和调整处理者对象，从而灵活地构建处理链。同时，它也避免了请求发送者和接收者之间的紧耦合，增强了系统的灵活性和可扩展性。
缺点：
例如如果处理链过长或者处理时间过长，可能会对系统性能产生一定的影响。
3. 应用场景
在实际应用中，责任链模式常用于请求的预处理、请求的过滤、请求的分发等场景。例如，可以使用责任链模式来实现权限校验、日志记录、异常处理、请求重试等功能。同时，也可以将责任链模式与其他设计模式结合起来，例如装饰器模式、工厂模式、观察者模式等，从而实现更复杂的功能。
下单场景实战
1. 下单前置校验
在电商系统下单接口中，前置校验是非常重要的环节。下面是一个可能的校验步骤列表：
【前置参数校验】
- 检查商品信息是否存在，包括商品名称、价格、规格等信息。
- 检查购买数量是否合法，是否超出了最大购买数量或最小购买数量的限制。
- 检查商品库存是否充足，以确保库存足够满足购买者的需求。
- 检查购买者的优惠券、积分等是否可以使用，以确保购买者能够享受相应的优惠或积分奖励。
- 检查收货地址信息是否完整和准确，以确保商品能够顺利地送达给购买者。
- 检查下单时间是否合法，例如检查购买者是否在限定的时间范围内下单。
真实电商场景中，验证逻辑绝对不仅仅是这些，过之而无不及。
对于完成这些前置校验逻辑，大部分程序员可能的代码思路如下：
public String createOrder(CreateOrderReqDTO xxx) {
// 检查商品信息是否存在，包括商品名称、价格、规格等信息
// 检查购买数量是否合法，是否超出了最大购买数量或最小购买数量的限制
// 检查商品库存是否充足，以确保库存足够满足购买者的需求
// 检查购买者的优惠券、积分等是否可以使用，以确保购买者能够享受相应的优惠或积分奖励
// 检查收货地址信息是否完整和准确，以确保商品能够顺利地送达给购买者
// 检查下单时间是否合法，例如检查购买者是否在限定的时间范围内下单
// ......
}
解决前置校验需求需要实现一堆逻辑，常常需要写上几百上千行代码。
为了避免这种代码臃肿的情况，可以运用责任链设计模式，对下单验证逻辑进行抽象。
2. 责任链重构
2.1. 责任链处理器接口
定义一个责任链处理器接口，所有子任务都实现该接口以处理具体的业务逻辑。
同时，为了方便对责任链流程中的任务进行顺序处理，我们需要继承 Spring 框架中的排序接口 Ordered。这将有助于保证责任链中的任务顺序执行。
public interface OrderCreateChainHandler<T> extends Ordered {
/**
* 执行责任链逻辑
*
* @param requestParam 责任链执行入参
*/
void handler(T requestParam);
}
2.2. 责任链上下文容器
创建一个责任链上下文容器，用于存储与责任链相应的子任务。
public final class OrderCreateChainContext<T> implements CommandLineRunner {
private final List<OrderCreateChainHandler> orderCreateChainHandlerContainer = new ArrayList();
/**
* 责任链组件执行
*
* @param requestParam 请求参数
*/
public void handler(T requestParam) {
// 此处根据 Ordered 实际值进行排序处理
orderCreateChainHandlerContainer.stream()
.sorted(Comparator.comparing(Ordered::getOrder)).forEach(each -> each.handler(requestParam));
}
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
// 通过 Spring 上下文容器，获取所有 CreateOrderChainContext Bean
Map<String, OrderCreateChainHandler> chainFilterMap = ApplicationContextHolder.getBeansOfType(OrderCreateChainHandler.class);
// 将对应 Bean 放入责任链上下文容器中
chainFilterMap.forEach((beanName, bean) -> orderCreateChainHandlerContainer.add(bean););
}
}
实现 OrderCreateChainHandler 接口作为责任链处理器，每个具体的实现类负责执行特定的逻辑。
// 订单创建参数必填检验
@Component
public final class OrderCreateParamNotNullChainHandler implements OrderCreateChainHandler<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行 参数判空校验
}
@Override
public int getOrder() {
return 0;
}
}
// 订单创建参数正确性检验
@Component
public final class OrderCreateParamVerificationChainHandler implements OrderCreateChainHandler<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行 参数合理性校验
}
@Override
public int getOrder() {
return 1;
}
}
// 订单创建商品 SKU 库存验证
@Component
public final class OrderCreateProductSkuStockChainHandler implements OrderCreateChainHandler<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行
}
@Override
public int getOrder() {
return 2;
}
}
通过责任链模式优化，创建订单接口前置校验代码从上千行缩减为一行。
@RequiredArgsConstructor
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
private final OrderCreateChainContext<OrderCreateCommand> orderCreateChainContext;
public String createOrder(OrderCreateCommand requestParam) {
// 责任链模式: 执行订单创建参数验证
orderCreateChainContext.handler(requestParam);
}
}
经过责任链模式的重构，业务逻辑变得更加清晰易懂了。采用这种设计模式后，增加或删除相关的业务逻辑变得非常方便，不再需要担心更改上千行代码的几行代码，导致整个业务逻辑受到影响的情况。
责任链抽象
上述写法，当业务使用越来越多的情况下，重复定义 OrderCreateChainHandler 以及 OrderCreateChainContext 会增加系统冗余代码量。
可以考虑将这两个基础类抽象出来，作为基础组件库中的通用组件，供所有系统下的业务使用，从而避免代码冗余。
1. 抽象基础类
1.1. 抽象责任链处理接口
定义抽象责任链处理接口，等同于 OrderCreateChainHandler。接口增加 mark 方法，以便不同业务使用不同的标识。
public interface AbstractChainHandler<T> extends Ordered {
/**
* 执行责任链逻辑
*
* @param requestParam 责任链执行入参
*/
void handler(T requestParam);
/**
* @return 责任链组件标识
*/
String mark();
}
1.2. 抽象责任链上下文
定义抽象责任链上下文，等同于 OrderCreateChainContext。可以看到保存责任链处理类的容器从 List 改为了 Map，这样可以方便扩展更多的不同业务责任链子类。
public final class AbstractChainContext<T> implements CommandLineRunner {
private final Map<String, List<AbstractChainHandler>> abstractChainHandlerContainer = Maps.newHashMap();
/**
* 责任链组件执行
*
* @param requestParam 请求参数
*/
public void handler(String mark, T requestParam) {
abstractChainHandlerContainer.get(mark).stream()
.sorted(Comparator.comparing(Ordered::getOrder)).forEach(each -> each.handler(requestParam));
}
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
Map<String, AbstractChainHandler> chainFilterMap = ApplicationContextHolder.getBeansOfType(AbstractChainHandler.class);
chainFilterMap.forEach((beanName, bean) -> {
List<AbstractChainHandler> abstractChainHandlers = abstractChainHandlerContainer.get(bean.mark());
if (abstractChainHandlers == null) {
abstractChainHandlers = new ArrayList();
}
abstractChainHandlers.add(bean);
abstractChainHandlerContainer.put(bean.mark(), abstractChainHandlers);
});
}
}
两个接口放置在基础组件库中，如果业务需要使用责任链模式，则无需重新定义。
2. 抽象业务接口
标识为哪一类业务使用责任链模式（接口抽象mark标识【default默认方法】），子处理类实现该接口即可。
// 订单创建责任链过滤器
public interface OrderCreateChainFilter<T extends OrderCreateCommand> extends AbstractChainHandler<OrderCreateCommand> {
// 定义业务mark标识
@Override
default String mark() {
return OrderChainMarkEnum.ORDER_CREATE_FILTER.name();
}
}
首先，如果没有 OrderCreateChainFilter 接口，会是什么样的场景？
- 由于责任链处理子类都需要依赖顶级抽象接口，因此要想知道某个业务场景下有多少具体子类是相当困难的。
- 由于责任链处理子类都需要实现 Mark 方法，实际上某一类责任链子类的 Mark 方法返回值是相同的。
通过在业务层面上抽象出一个具体业务责任链接口，就能很好地解决上述两个问题。
3. 责任链子类
责任链子类只需实现该接口OrderCreateChainFilter即可。
// 订单创建参数必填检验
@Component
public final class OrderCreateParamNotNullChainHandler implements OrderCreateChainFilter<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行
}
@Override
public int getOrder() {
return 0;
}
}
// 订单创建参数正确性检验
@Component
public final class OrderCreateParamVerificationChainHandler implements OrderCreateChainFilter<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行
}
@Override
public int getOrder() {
return 1;
}
}
// 订单创建商品 SKU 库存验证
@Component
public final class OrderCreateProductSkuStockChainHandler implements OrderCreateChainFilter<OrderCreateCommand> {
@Override
public void handler(OrderCreateCommand requestParam) {
// 逻辑执行
}
@Override
public int getOrder() {
return 2;
}
}
4. 业务使用
在具体业务场景中使用时，与之前相比并没有太大的差别。除了增加了 Mark 标识外，没有进行其他变更。
@RequiredArgsConstructor
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
private final AbstractChainContext<OrderCreateCommand> abstractChainContext;
public String createOrder(OrderCreateCommand requestParam) {
// 责任链模式: 执行订单创建参数验证
abstractChainContext.handler(OrderChainMarkEnum.ORDER_CREATE_FILTER.name(), requestParam);
}
}
责任链模式 + 观察者模式 结合，实现事件异步解耦。
文末总结
本文详细介绍了责任链模式的概念，并通过电商下单场景模拟了真实使用场景。
为了复用责任链接口定义和上下文，通过抽象的方式将责任链门面接口加入到基础组件库中，实现快速接入责任链的目的。
虽然在本文中，没有使用 boolean 类型的返回值，而是通过异常来终止流程，但在后续的增强中，可以考虑添加布尔类型的返回值。
此外，还可以在 AbstractChainHandler 中增加是否异步执行的方法，以提高方法执行性能和减少接口响应时间。
架构设计总是在不断演进，本文的设计也有优化和进步的空间，让我们继续探索责任链模式的更多可能性。peace!
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