认真学习设计模式之职责链模式((Chain of Responsibility Pattern)

简介: 认真学习设计模式之职责链模式((Chain of Responsibility Pattern)

【1】概述

职责链模式(Chain of Responsibility Pattern), 又叫责任链模式,为请求创建了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解耦。

职责链模式通常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。

UML原理图

对原理类图的说明-即(职责链模式的角色及职责)

  • Handler : 抽象的处理者, 定义了一个处理请求的接口, 同时含义另外Handler
  • 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,否则就将该请求交个后继者去处理,从而形成一个职责链
  • Request , 含义很多属性,表示一个请求。

【2】案例分析

学校OA 系统的采购审批项目:需求是采购员采购教学器材

  1. 如果金额小于等于5000, 由教学主任审批(0<=x<=5000)
  2. 如果金额小于等于10000, 由院长审批(5000
  3. 如果金额小于等于30000, 由副校长审批(10000
  4. 如果金额超过30000 以上,有校长审批( 30000

① 传统方式

传统方案解决OA 系统审批,传统的设计方案(类图)

传统方案解决OA 系统审批问题分析

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。

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,在客户端的也需要变化
  • 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

那么我们可以采用职责链模式解决问题。

② 职责链模式

① 定义抽象的handler

public abstract class Approver {
  Approver approver;  //下一个处理者
  String name; // 名字
  public Approver(String name) {
    this.name = name;
  }
  // 判断当前Approver是否支持处理当前请求--由子类实现
  public abstract boolean isSupport(PurchaseRequest purchaseRequest);
  //下一个处理者
  public void setApprover(Approver approver) {
    this.approver = approver;
  }
  //处理审批请求的方法,得到一个请求, 处理是子类完成,因此该方法做成抽象
  public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}

② 定义具体的handler

public class CollegeApprover extends Approver {
  public CollegeApprover(String name) {
    super(name);
  }
  @Override
  public boolean isSupport(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(purchaseRequest.getPrice() < 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000) {
      return true;
    }
    return false;
  }
  @Override
  public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(isSupport(purchaseRequest)) {
      System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
    }else {
      approver.processRequest(purchaseRequest);
    }
  }
}
public class DepartmentApprover extends Approver {
  public DepartmentApprover(String name) {
    super(name);
  }
  @Override
  public boolean isSupport(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
      return true;
    }
    return false;
  }
  @Override
  public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(isSupport(purchaseRequest)) {
      System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
    }else {
      approver.processRequest(purchaseRequest);
    }
  }
}
public class SchoolMasterApprover extends Approver {
  public SchoolMasterApprover(String name) {
    super(name);
  }
  @Override
  public boolean isSupport(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(purchaseRequest.getPrice() > 30000) {
      return true;
    }
    return false;
  }
  @Override
  public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if( isSupport(purchaseRequest)) {
      System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
    }else {
      approver.processRequest(purchaseRequest);
    }
  }
}
public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver {
  public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
    super(name);
  }
  @Override
  public boolean isSupport(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(purchaseRequest.getPrice() < 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000) {
      return true;
    }
    return false;
  }
  @Override
  public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
    if(isSupport(purchaseRequest)) {
      System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
    }else {
      approver.processRequest(purchaseRequest);
    }
  }
}

③ 定义一个请求对象

//请求类
public class PurchaseRequest {
  private int type = 0; //请求类型
  private float price = 0.0f; //请求金额
  private int id = 0;
  //构造器
  public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
    this.type = type;
    this.price = price;
    this.id = id;
  }
  public int getType() {
    return type;
  }
  public float getPrice() {
    return price;
  }
  public int getId() {
    return id;
  } 
}

④ 客户端测试

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("王副校");
    SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("佟校长");
    //需要将各个审批级别的下一个设置好 (处理人构成链式: )
    departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
    collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
    viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
    schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
    departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
  }
}

打印结果:

请求编号 id= 1 被 佟校长 处理

此时的UML类图

【3】职责链模式在SpringMVC 框架应用的源码分析

SpringMVC中的HandlerExecutionChain 类就使用到职责链模式。

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
 HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
 mappedHandler = getHandler(processedRequest);//获取到HandlerExecutionChain 对象
 //在mappedHandler.applyPreHandle 内部得到啦HandlerInterceptor interceptor
 //调用了拦截器的interceptor.preHandle
 if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
  return;
 }
//说明:mappedHandler.applyPostHandle 方法内部获取到拦截器,并调用
//拦截器的interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
  mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
}

mappedHandler.applyPreHandle 内部中,还调用了triggerAfterCompletion 方法,该方法中调用了

HandlerInterceptor interceptor = getInterceptors()[i];
try {
  interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
}
catch (Throwable ex2) {
  logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", ex2);
}

对源码总结

  • pringmvc 请求的流程中,执行了拦截器相关方法interceptor.preHandler 等等
  • 在处理SpringMvc 请求时,使用到职责链模式还使用到适配器模式
  • HandlerExecutionChain 主要负责的是请求拦截器的执行和请求处理,但是他本身不处理请求,只是将请求分配给链上注册处理器执行,这是职责链实现方式,减少职责链本身与处理逻辑之间的耦合,规范了处理流程
  • HandlerExecutionChain 维护了HandlerInterceptor 的集合, 可以向其中注册相应的拦截器

职责链模式的注意事项和细节

  • 将请求和处理分开,实现解耦,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
  • 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,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。


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