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3、职责链模式解决 OA 系统采购审批项目

4、职责链模式在 SpringMVC 框架应用的源码分析

5、职责链模式在Sentinel中的应用

责任链模式类似一个链表，每个具体处理人层层判断对请求的处理权限，没权限的话把请求交给下一个具体处理人。

抽象处理人：成员变量是资源和下一个抽象处理人，通过setNext()设置下一个抽象处理人（后面会多态形式传参具体处理人），通过process()方法处理资源。

具体处理人：层层判断处理权限，没权限的话把请求交给下一个具体处理人，有权限就process()方法处理资源。

测试方法：创建每个具体处理人对象，通过setNext()按处理人权限把每个对象串起来。

1、传统方案，OA系统的采购审批项目

学校 OA 系统的采购审批项目，需求是

1）采购员采购教学器材

2）如果金额小于等于 5000，由教学主任审批（0 < x ≤ 5000）

3）如果金额小于等于 10000，由院长审批（5000 < x ≤ 10000）

4）如果金额小于等于 30000，由副校长审批（10000< x ≤ 30000）

5）如果金额超过 30000 以上，有校长审批（30000 < x）

请设计程序完成采购审批项目

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

（1）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
（2）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

解决方案：职责链模式

2、职责链模式基本介绍

1）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（简单示意图）。

这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦

2）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。如果最后接收者也无法处理，就返回“无法处理”，或者抛出异常。

3）这种类型的设计模式属于行为型模式

原理类图

职责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。

Handler抽象处理者：是一个抽象类或接口，里面包含一个处理请求的抽象方法，和另外一个Handler作为成员变量。Handler依赖请求，客户端把请求发给Handler。上面案例里每个审批者抽象的接口是Handler。

ConcreteHandler具体处理者：是Handler的实现类，处理自己负责的请求，同时可以访问它的后继者（即下一个处理者）；如果可以处理请求，则进行处理，否则交给后继者去处理，从而形成一个职责链。上面案例里每个审批者都是一个具体处理者。

Request请求：含有很多属性，表示一个请求。上面案例里采购员采购是一个请求。

注意事项和细节

1）将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性

2）简化了对象，使对象不需要知道链的结构，对象自己不知道下一个结点是谁（迪米特法则/最少知道原则）

3）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

4）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

5）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

3、职责链模式解决 OA 系统采购审批项目

UML 类图

核心代码

购买请求类：有id和价格两个成员变量。

/**
 * 采购申请类
 */
public class PurchaseRequest {
    private Integer id;
    private Float price;
    public PurchaseRequest(Integer id, Float price) {
        this.id = id;
        this.price = price;
    }
    public Integer getId() {
        return id;
    }
    public Float getPrice() {
        return price;
    }
}

抽象审批人类：成员变量有姓名和下一个抽象审批人，方法有处理请求。

/**
 * 抽象审批人对象
 */
public abstract class Approver {
    protected Approver nextApprover;
    protected String name;
    public Approver(String name) {
        this.name = name;
    }
    /**
     * 设置后继者
     *
     * @param nextApprover
     */
    public void setNextApprover(Approver nextApprover) {
        this.nextApprover = nextApprover;
    }
    /**
     * 处理请求的方法
     */
    public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}

具体审批人对象：主任、院长等具体审批人，继承抽象审批人，实现处理请求的方法，如果请求中金额自己能审批则审批，如果金额不能审批则把请求交给下一个具体人。

/**
 * 教学主任审批人
 */
public class TeachDirectorApprover extends Approver {
    public TeachDirectorApprover(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if (purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
            System.out.println("请求编号：" + purchaseRequest.getId() + "，处理人：" + this.name);
        } else {
            nextApprover.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}
/**
 * 院长审批人
 */
public class DepartmentHeadApprover extends Approver {
    public DepartmentHeadApprover(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if (purchaseRequest.getPrice() > 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000) {
            System.out.println("请求编号：" + purchaseRequest.getId() + "，处理人：" + this.name);
        } else {
            nextApprover.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}
/**
 * 副校长审批人
 */
public class ViceChancellorApprover extends Approver {
    public ViceChancellorApprover(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if (purchaseRequest.getPrice() > 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000) {
            System.out.println("请求编号：" + purchaseRequest.getId() + "，处理人：" + this.name);
        } else {
            nextApprover.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}
/**
 * 副校长审批人
 */
public class ChancellorApprover extends Approver {
    public ChancellorApprover(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if (purchaseRequest.getPrice() > 30000) {
            System.out.println("请求编号：" + purchaseRequest.getId() + "，处理人：" + this.name);
        } else {
            nextApprover.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}

测试代码

//创建一个请求。id是1，价格是31000.0f
PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000.0f);
//创建相关的审批人
TeachDirectorApprover teachDirectorApprover = new TeachDirectorApprover("童主任");
DepartmentHeadApprover departmentHeadApprover = new DepartmentHeadApprover("王院长");
ViceChancellorApprover viceChancellorApprover = new ViceChancellorApprover("钱副校长");
ChancellorApprover chancellorApprover = new ChancellorApprover("郑校长");
//设置后继者（处理人形成环形）
teachDirectorApprover.setNextApprover(departmentHeadApprover);
departmentHeadApprover.setNextApprover(viceChancellorApprover);
viceChancellorApprover.setNextApprover(chancellorApprover);
chancellorApprover.setNextApprover(teachDirectorApprover);
//发起一个请求
teachDirectorApprover.processRequest(purchaseRequest); //请求编号：1，处理人：郑校长

4、职责链模式在 SpringMVC 框架应用的源码分析

SpringMVC中HandlerExecutionChain类就使用到了职责链模式

首先，需要回顾下SpringMVC基本的请求流程，如下图所示

首先，当用户会发起一个request请求到后台，这个request请求首先会经过DispatcherServlet，DispatcherServlet对象首先会遍历接收到的HandlerMapping集合，然后再找到对应的HandlerMapping集合，并得到HandlerExecutionChain对象。这个HandlerExecutionChain对象内部包含了一些拦截器。拿到HandlerInterceptor拦截器过后，有以下几个操作

首先会调用HandlerInterceptor中的preHandle()方法

然后会调用HandlerInterceptor中的postHandle()方法

最后会调用HandlerInterceptor中的afterCompletion()方法

现在对SpringMVC进行源码分析，首先需要引入SpringMVC相关依赖

<properties>
    <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    <org.springframework.version>4.3.7.RELEASE</org.springframework.version>
</properties>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-core</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-beans</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-web</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-expression</artifactId>
    <version>${org.springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>servlet-api</artifactId>
    <version>2.5</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

接下来，我们对其如何调用HandlerInterceptor拦截器中的这三个方法一探究竟吧

1）在DispatcherServlet中找到doDispatch()方法，发现该方法中定义了一个HandlerExecutionChain对象

在后续的代码逻辑中，调用了getHandler()方法，接收一个processedRequest请求对象作为参数，得到初始化的HandlerExecutionChain对象

直接对mappedHandler对象进行高亮，方便我们更加直观地看到mappedHandler是如何调用上述所说的preHandle()、postHandle()和afterCompletion()三个方法的

最终，我们找到这样两段代码，很像上述所说的preHandle()和postHandle()两个方法

if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
    return;
}
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);

首先会执行mappedHandler的applyPreHandle()方法：如果返回为false，则判断成立，后续代码不再执行；否则继续往下执行，调用mappedHandler的applyPostHandle()方法

我们对applyPreHandle()和applyPostHandle()方法进行源码追踪

2）先看下applyPreHandle()方法的源码

boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
    HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
        for (int i = 0; i < interceptors.length; i++) {
            HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
            if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {
                triggerAfterCompletion(request, response, null);
                return false;
            }
            this.interceptorIndex = i;
        }
    }
    return true;
}

可以发现，applyPreHandle方法内部首先会拿到一组interceptors拦截器，当拦截器数组不为空时，进行如下处理：

首先对interceptors拦截器进行了for循环遍历，拿到每一个具体的interceptor拦截器

接着调用了interceptor的preHandle()方法，如果返回false，则执行triggerAfterCompletion()方法并进行return，此方法结束；否则继续执行相关处理

3）接着看下triggerAfterCompletion()方法的源码

void triggerAfterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Exception ex)
    throws Exception {
    HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
        for (int i = this.interceptorIndex; i >= 0; i--) {
            HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
            try {
                interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
            }
            catch (Throwable ex2) {
                logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", ex2);
            }
        }
    }
}

可以发现，其中逻辑跟applyPreHandle()方法很相似：先对一组interceptors拦截器进行遍历，再执行interceptor单个拦截器的afterCompletion()方法

4）最后看下applyPostHandle()方法的源码

void applyPostHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, ModelAndView mv) throws Exception {
    HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
        for (int i = interceptors.length - 1; i >= 0; i--) {
            HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
            interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
        }
    }
}

同样可以发现，其中逻辑跟上述方法也基本一致：先对一组interceptors拦截器进行遍历，再执行interceptor单个拦截器的postHandle()方法。

总结

SpringMVC请求的流程图中，执行了拦截器相关方法，如interceptor.preHandler()

在处理SpringMVC请求时，使用到职责链模式和适配器模式

HandlerExecutionChain：主要负责请求拦截器的执行和请求处理，但是本身不处理请求，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Handlerlnterceptor的集合，可以向其中注册相应的拦截器

5、职责链模式在Sentinel中的应用

责任链模式：sentinel在内部创建了一个责任链，责任链是由一系列ProcessorSlot接口的实现类组成的，每个ProcessorSlot对象负责不同的功能，外部请求想要访问资源需要责任链层层校验和处理。每个具体处理人有权限（例如配置过降级规则DegradeSlot有权限）则校验，没权限则交给下一个具体处理人。只有校验通过才可以访问资源，如果校验失败，会抛出BlockException异常。

校验顺序：降级、黑白名单、构建ClusterNode对象（统计QPS,RT等）、校验QPS,RT等、流控、打印日志

ProcessorSlot接口（抽象处理人）：是一个基于责任链模式的接口，定义了一个entry()方法，用于处理入口参数和出口参数的限流和降级逻辑；一个exit()方法，用于将权限交给下一个抽象处理人（实际会传参具体处理人）。

ProcessorSlot实现类（具体处理人）：

DegradeSlot：用于服务降级。如果发现服务超时次数或者报错次数超过限制，DegradeSlot将禁止再次访问服务，等待一段时间后，DegradeSlot试探性的放过一个请求，然后根据该请求的处理情况，决定是否再次降级。
AuthoritySlot：黑白名单校验，按照字符串匹配，如果在黑名单，则禁止访问。
ClusterBuilderSlot：构建ClusterNode对象，该对象用于统计访问资源的QPS、线程数、异常、响应时间等，每个资源对应一个ClusterNode对象。
SystemSlot：校验QPS、并发线程数、系统负载、CPU使用率、平均响应时间是否超过限制，使用滑动窗口算法统计上述这些数据。
StatisticSlot：用于从多个维度（入口流量、调用者、当前被访问资源）统计响应时间、并发线程数、处理失败个数、处理成功个数等。
FlowSlot：用于流控，可以根据QPS或者每秒并发线程数控制，当QPS或者并发线程数超过设定值，便会抛出FlowException异常。FlowSlot依赖于StatisticSlot的统计数据。
NodeSelectorSlot：负责收集资源路径，并将这些资源的调用路径，以树状结构存储起来，用于根据调用路径来限流降级、数据统计。
LogSlot：打印日志。

设计模式——责任链

1、传统方案，OA系统的采购审批项目

2、职责链模式基本介绍

3、职责链模式解决 OA 系统采购审批项目

4、职责链模式在 SpringMVC 框架应用的源码分析

5、职责链模式在Sentinel中的应用

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