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一、入门
什么是职责链模式？
职责链模式是一种行为设计模式，它允许你将请求沿着一条链传递，直到有对象处理它为止。每个对象都有机会处理请求，或者将其传递给链中的下一个对象。
为什么需要职责链模式？
使用职责链模式的好处：
- 解耦：发送者和处理者不直接依赖，各自独立。
- 灵活：动态调整处理顺序，易于扩展。
- 清晰：每个对象只处理自己能做的事，职责单一。
- 避免硬编码：处理逻辑由链决定，代码更灵活。
怎样实现职责链模式？
责任链模式主要包含以下角色：
- 抽象处理者（Handler）角色：定义一个处理请求的接口，包含抽象处理方法和一个后继连接（下一个对象的引用）。
- 具体处理者（Concrete Handler）角色：实现抽象处理者的处理方法，判断能否处理本次请求，如果可以处理请求则处理，否则将该请求转给它的后继者。
- 客户类（Client）角色：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。
【案例】请假审批
现需要开发一个请假流程控制系统。请假一天以下的假只需要小组长同意即可；请假1天到3天的假还需要部门经理同意；请求3天到7天还需要总经理同意才行。
请假条
public class LeaveRequest {
private String name;//姓名
private int num;//请假天数
private String content;//请假内容
public LeaveRequest(String name, int num, String content) {
this.name = name;
this.num = num;
this.content = content;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getNum() {
return num;
}
public String getContent() {
return content;
}
}
处理者抽象类
public abstract class Handler {
protected final static int NUM_ONE = 1;
protected final static int NUM_THREE = 3;
protected final static int NUM_SEVEN = 7;
//该领导处理的请假天数区间
private int numStart;
private int numEnd;
//领导上面还有领导
private Handler nextHandler;
//设置请假天数范围 上不封顶
public Handler(int numStart) {
this.numStart = numStart;
}
//设置请假天数范围
public Handler(int numStart, int numEnd) {
this.numStart = numStart;
this.numEnd = numEnd;
}
//设置上级领导
public void setNextHandler(Handler nextHandler){
this.nextHandler = nextHandler;
}
//提交请假条
public final void submit(LeaveRequest leave){
if(0 == this.numStart){
return;
}
//如果请假天数达到该领导者的处理要求
if(leave.getNum() >= this.numStart){
this.handleLeave(leave);
//如果还有上级 并且请假天数超过了当前领导的处理范围
if(null != this.nextHandler && leave.getNum() > numEnd){
this.nextHandler.submit(leave);//继续提交
} else {
System.out.println("流程结束");
}
}
}
//各级领导处理请假条方法
protected abstract void handleLeave(LeaveRequest leave);
}
小组长
public class GroupLeader extends Handler {
public GroupLeader() {
//小组长处理1-3天的请假
super(Handler.NUM_ONE, Handler.NUM_THREE);
}
@Override
protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() +
"天," + leave.getContent() + "。");
System.out.println("小组长审批：同意。");
}
}
部门经理
public class Manager extends Handler {
public Manager() {
//部门经理处理3-7天的请假
super(Handler.NUM_THREE, Handler.NUM_SEVEN);
}
@Override
protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() + "天," + leave.getContent() + "。");
System.out.println("部门经理审批：同意。");
}
}
总经理
public class GeneralManager extends Handler {
public GeneralManager() {
//部门经理处理7天以上的请假
super(Handler.NUM_SEVEN);
}
@Override
protected void handleLeave(LeaveRequest leave) {
System.out.println(leave.getName() + "请假" + leave.getNum() + "天," + leave.getContent() + "。");
System.out.println("总经理审批：同意。");
}
}
测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//请假条来一张
LeaveRequest leave = new LeaveRequest("小花",5,"身体不适");
//各位领导
GroupLeader groupLeader = new GroupLeader();
Manager manager = new Manager();
GeneralManager generalManager = new GeneralManager();
groupLeader.setNextHandler(manager);//小组长的领导是部门经理
manager.setNextHandler(generalManager);//部门经理的领导是总经理
//之所以在这里设置上级领导，是因为可以根据实际需求来更改设置，如果实战中上级领导人都是固定的，则可以移到领导实现类中。
//提交申请
groupLeader.submit(leave);
}
}
二、职责链模式在源码中的运用
2.1、Spring MVC 拦截器
Spring MVC 中的拦截器也使用了责任链模式。每个拦截器可以在请求处理前后执行特定逻辑，并决定是否继续传递请求。
2.1.1、如何使用SpringMVC拦截器？
实现HandlerInterceptor接口，并重写它的三个方法：
- preHandle：在请求到达控制器之前执行。
- postHandle：在控制器处理请求之后、视图渲染之前执行。
- afterCompletion：在视图渲染之后执行（通常用于资源清理）。
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
public class MyInterceptor implements HandlerInterceptor {
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
System.out.println("MyInterceptor: preHandle - Before handling request");
// 可以在这里进行权限检查、日志记录等操作
return true; // 返回 true 表示继续传递请求，false 表示中断请求
}
@Override
public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
System.out.println("MyInterceptor: postHandle - After handling request, before view rendering");
// 可以在这里修改 ModelAndView
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
System.out.println("MyInterceptor: afterCompletion - After view rendering");
// 可以在这里进行资源清理
}
}
注册拦截器，将自定义拦截器注册到Spring MVC的配置中。可以通过实现WebMvcConfigurer接口来完成。
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 注册自定义拦截器，并指定拦截的路径
registry.addInterceptor(new MyInterceptor())
.addPathPatterns("/**") // 拦截所有路径
.excludePathPatterns("/public/**"); // 排除特定路径
}
}
方便我们测试创建的contorlller。
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
@Controller
public class MyController {
@GetMapping("/hello")
@ResponseBody
public String hello() {
System.out.println("Controller: Handling /hello request");
return "Hello, World!";
}
}
运行之后的结果。
MyInterceptor: preHandle - Before handling request
Controller: Handling /hello request
MyInterceptor: postHandle - After handling request, before view rendering
MyInterceptor: afterCompletion - After view rendering
2.1.2、SpringMVC拦截器是如何实现的？
在 Spring MVC 中，HandlerExecutionChain 是责任链模式的实现核心。它包含了一个处理器（Handler）和一组拦截器（Interceptors），并负责按顺序调用这些拦截器的方法。
public class HandlerExecutionChain {
private final Object handler; // 处理器（通常是Controller方法）
private final List<HandlerInterceptor> interceptorList = new ArrayList<>(); // 拦截器列表
// 添加拦截器
public void addInterceptor(HandlerInterceptor interceptor) {
this.interceptorList.add(interceptor);
}
// 执行拦截器的 preHandle 方法
boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
for (int i = 0; i < this.interceptorList.size(); i++) {
HandlerInterceptor interceptor = this.interceptorList.get(i);
if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {
// 如果某个拦截器返回 false，则中断请求
triggerAfterCompletion(request, response, null);
return false;
}
}
return true;
}
// 执行拦截器的 postHandle 方法
void applyPostHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, ModelAndView mv) throws Exception {
for (int i = this.interceptorList.size() - 1; i >= 0; i--) {
HandlerInterceptor interceptor = this.interceptorList.get(i);
interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
}
}
// 执行拦截器的 afterCompletion 方法
void triggerAfterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Exception ex) throws Exception {
for (int i = this.interceptorList.size() - 1; i >= 0; i--) {
HandlerInterceptor interceptor = this.interceptorList.get(i);
interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
}
}
}
DispatcherServlet 是 Spring MVC 的核心组件，它负责将请求分发给对应的处理器，并在处理过程中调用拦截器链。
public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet {
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
// 获取处理器和拦截器链
HandlerExecutionChain mappedHandler = getHandler(request);
// 调用拦截器的 preHandle 方法
if (!mappedHandler.applyPreHandle(request, response)) {
return; // 如果某个拦截器中断请求，则直接返回
}
// 调用处理器（Controller方法）
ModelAndView mv = handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
// 调用拦截器的 postHandle 方法
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
// 渲染视图
render(mv, request, response);
// 调用拦截器的 afterCompletion 方法
mappedHandler.triggerAfterCompletion(request, response, null);
}
}
拦截器是通过 WebMvcConfigurer 接口注册的，Spring 会将这些拦截器添加到HandlerExecutionChain中。
public class InterceptorRegistration {
private final HandlerInterceptor interceptor;
private final List<String> pathPatterns = new ArrayList<>();
public InterceptorRegistration addPathPatterns(String... patterns) {
this.pathPatterns.addAll(Arrays.asList(patterns));
return this;
}
public MappedInterceptor getMappedInterceptor() {
return new MappedInterceptor(pathPatterns.toArray(new String[0]), null, interceptor);
}
}
2.2、Java Web的Filter Chain
在javaWeb应用开发中，FilterChain是职责链（过滤器）模式的典型应用，以下是Filter的模拟实现分析：模拟web请求Request以及web响应Response。
public interface Request{
}
public interface Response{
}
模拟web过滤器Filter
public interface Filter {
public void doFilter(Request req,Response res,FilterChain c);
}
模拟实现具体过滤器
public class FirstFilter implements Filter {
@Override
public void doFilter(Request request, Response response, FilterChain chain) {
System.out.println("过滤器1 前置处理");
// 先执行所有request再倒序执行所有response
chain.doFilter(request, response);
System.out.println("过滤器1 后置处理");
}
}
public class SecondFilter implements Filter {
@Override
public void doFilter(Request request, Response response, FilterChain chain) {
System.out.println("过滤器2 前置处理");
// 先执行所有request再倒序执行所有response
chain.doFilter(request, response);
System.out.println("过滤器2 后置处理");
}
}
模拟实现过滤器链FilterChain
public class FilterChain {
private List<Filter> filters = new ArrayList<Filter>();
private int index = 0;
// 链式调用
public FilterChain addFilter(Filter filter) {
this.filters.add(filter);
return this;
}
public void doFilter(Request request, Response response) {
if (index == filters.size()) {
return;
}
Filter filter = filters.get(index);
index++;
filter.doFilter(request, response, this);
}
}
测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Request req = null;
Response res = null ;
FilterChain filterChain = new FilterChain();
filterChain.addFilter(new FirstFilter()).addFilter(new SecondFilter());
filterChain.doFilter(req,res);
}
}
三、总结
职责链模式：把多个处理对象连成一条链，请求按顺序传递，谁适合处理就处理，处理不了就传给下一个。
优点：
- 解耦：发请求的不用关心谁来处理，处理者之间也不互相依赖。
- 灵活：能动态调整链条顺序，或增删处理步骤。
- 单一职责：每个处理者只做自己该做的事。
缺点：
- 可能没人处理：链条没配好时，请求可能“走完全场”也没结果。
- 性能问题：链条太长时，传递过程拖慢速度。
- 调试麻烦：请求的传递路径不直观，排查问题费劲。
适用场景
- 需要动态切换算法或行为：例如，支付方式、排序算法、资源加载策略等。
- 有多个相似的类，只有行为不同：例如，不同类型的折扣计算、不同的日志记录方式等。
- 避免使用复杂的条件语句：当代码中有大量if-else或switch-case语句时，可以用策略模式替代。
- 需要隔离算法的实现细节：当不希望暴露算法的实现细节，或者希望算法可以独立变化时。
- 需要对算法进行扩展：当系统需要支持新的算法，且不希望修改现有代码时。
