簡說設計模式——職責鏈模式

一、什麼是職責鏈模式

　　從文字角度出發，我們可以先將關注點放在“鏈”字上，很容易聯想到鏈式結構，舉個生活中常見的例子，擊鼓傳花遊戲就是一個很典型的鏈式結構，所有人形成一條鏈，相互傳遞。而從另一個角度說，職責鏈就是所謂的多級結構，比如去醫院開具病假條，普通醫生只能開一天的證明，如果需要更多時常，則需將開具職責轉交到上級去，上級醫師只能開三天證明，如需更多時常，則需將職責轉交到他的上級，以此類推，這就是一個職責鏈模式的典型應用。再比如公司請假，根據請假時常的不同，需要遞交到的級別也不同，這種層級遞進的關係就是一種多級結構。

　　職責鏈模式（Chain Of Responsibility），使多個物件都有機會處理請求，從而避免請求的傳送者和接收者之間的耦合關係。將這個物件連成一條鏈，並沿著這條鏈傳遞該請求，直到有一個物件處理它為止。UML結構圖如下：

　　其中，Handler是抽象處理者，定義了一個處理請求的介面；ConcreteHandler是具體處理者，處理它所負責的請求，可訪問它的後繼者，如果可處理該請求就處理，否則就將該請求轉發給它的後繼者。

　　1. 抽象處理者

　　抽象處理者實現了三個職責：

• 定義一個請求的處理方法handlerMessage()，是唯一對外開放的方法
• 定義一個鏈的編排方式setNext()，用於設定下一個處理者
• 定義了具體的請求者必須實現的兩個方法，即定義自己能夠處理的級別的getHandlerLevel()方法及具體的處理任務echo()方法

public abstract class Handler {
    
    private Handler nextHandler;    //下一個處理者
    
    public final Response handlerMessage(Request request) {
        Response response = null;
        
        if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) {    //判斷是否是自己的處理級別
            response = this.echo(request);
        } else {
            if(this.nextHandler != null) {    //下一處理者不為空
                response = this.nextHandler.handlerMessage(request);
            } else {
                //沒有適當的處理者，業務自行處理
            }
        }
        
        return response;
    }
    
    //設定下一個處理者
    public void setNext(Handler handler) {
        this.nextHandler = handler;
    }
    
    //每個處理者的處理等級
    protected abstract Level getHandlerLevel();
    
    //每個處理者都必須實現的處理任務
    protected abstract Response echo(Request request);

}

　　2. 具體處理者

　　這裡我們定義三個具體處理者，以便能組成一條鏈，ConcreteHandlerB及ConcreteHandlerC就不再贅述了。

public class ConcreteHandlerA extends Handler {

    @Override
    protected Level getHandlerLevel() {
        //設定自己的處理級別
        return null;
    }

    @Override
    protected Response echo(Request request) {
        //完成處理邏輯
        return null;
    }

}

　　3. Level類

　　Level類負責定義請求和處理級別，具體內容需根據業務產生。

public class Level {
    //定義一個請求和處理等級
}

　　4. Request類

　　Request類負責封裝請求，具體內容需根據業務產生。

public class Request {
    
    //請求的等級
    public Level getRequestLevel() {
        return null;
    }
    
}

　　5. Response類

　　Response類負責封裝鏈中返回的結果，具體內容需根據業務產生。

public class Response {
    //處理者返回的資料
}

　　6. Client客戶端

　　我們在場景類或高層模組中對類進行組裝，並傳遞請求，返回結果。如下對三個具體處理者進行組裝，按照1→2→3的順序，並得出返回結果。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        Handler handler1 = new ConcreteHandlerA();
        Handler handler2 = new ConcreteHandlerB();
        Handler handler3 = new ConcreteHandlerC();
        
        //設定鏈中的階段順序 1->2->3
        handler1.setNext(handler2);
        handler2.setNext(handler3);
        
        //提交請求返回結果
        Response response = handler1.handlerMessage(new Request());
    }

}

　　當然這是個未完成的模板，最終結果會因為 request.getRequestLevel() 為空而丟擲異常，具體內容需根據業務邏輯進行編寫。

 二、職責鏈模式的應用

　　1. 何時使用

• 處理訊息時

　　2. 方法

• 攔截的類都實現同一介面

　　3. 優點

• 將請求和處理分開，實現解耦，提高系統的靈活性
• 簡化了物件，使物件不需要知道鏈的結構

　　4. 缺點

• 效能會收到影響，特別是在鏈比較長的時候
• 除錯不方便。採用了類似遞迴的方式，除錯時邏輯可能比較複雜
• 不能保證請求一定被接收

　　5. 使用場景

• 有多個物件可以處理同一個請求
• 在不明確指定接收者的情況下，向多個物件中的提交請求
• 可動態指定一組物件處理請求

　　6. 應用例項

• 多級請求
• 擊鼓傳花
• 請假/加薪請求
• Java Web中Tomcat對Encoding的處理、攔截器

　　7. 注意事項

• 需控制鏈中最大節點數量，一般通過在Handler中設定一個最大節點數量，在setNext()方法中判斷是否已經超過閥值，超過則不允許該鏈建立，避免出現超長鏈無意識地破壞系統效能

三、職責鏈模式的實現

　　我們就以請假/加薪為例，實現一個較為簡單的職責鏈模式。UML圖如下：

　　1. 抽象管理者

　　通過Manager抽象類管理所有管理者，setSuperior()方法用於定義職責鏈的下一級，即定義當前管理者的上級。

public abstract class Manager {
    
    protected String name;
    protected Manager superior;    //管理者的上級
    
    public Manager(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    //設定管理者的上級
    public void setSuperior(Manager superior) {
        this.superior = superior;
    }
    
    //申請請求
    public abstract void handlerRequest(Request request);

}

　　2. 具體管理者

　　經理類如下，只可批准兩天以內的假期，其餘請求將繼續申請上級。

public class CommonManager extends Manager {

    public CommonManager(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void handlerRequest(Request request) {
        if (request.getRequestType().equals("請假") && request.getNumber() <= 2) {    //只能批准兩天內的假期
            System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
        } else {    //其餘請求申請上級
            if (superior != null) {
                superior.handlerRequest(request);
            }
        }
    }

}

　　總監類如下，只可批准五天以內的假期，其餘請求將繼續申請上級。

public class Majordomo extends Manager {

    public Majordomo(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void handlerRequest(Request request) {
        if (request.getRequestType().equals("請假") && request.getNumber() <= 5) {    //只能批准五天內的假期
            System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
        } else {    //其餘請求申請上級
            if (superior != null) {
                superior.handlerRequest(request);
            }
        }        
    }

}

　　總經理類，可以批准任意時常的假期，並且可以批准是否加薪。

public class GeneralManager extends Manager {

    public GeneralManager(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void handlerRequest(Request request) {
        if (request.getRequestType().equals("請假")) {    //能批准任意時長的假期
            System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，時長：" + request.getNumber() + "天，被批准");
        } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() <= 500) {
            System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金額：￥" + request.getNumber() + "，被批准");
        } else if (request.getRequestType().equals("加薪") && request.getNumber() > 500) {
            System.out.println(name + ":" + request.getRequestContent() + "，金額：￥" + request.getNumber() + "，再說吧");
        }
    }

}

　　3. 申請類

public class Request {
    
    private String requestType;    //申請類別
    private String requestContent;    //申請內容
    private int number;    //數量

    public String getRequestType() {
        return requestType;
    }

    public void setRequestType(String requestType) {
        this.requestType = requestType;
    }

    public String getRequestContent() {
        return requestContent;
    }

    public void setRequestContent(String requestContent) {
        this.requestContent = requestContent;
    }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    public void setNumber(int number) {
        this.number = number;
    }
    
}

 　　4. Client客戶端

　　下面測試幾組資料。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        CommonManager commonManager = new CommonManager("尼古拉斯·經理");
        Majordomo majordomo = new Majordomo("尼古拉斯·總監");
        GeneralManager generalManager = new GeneralManager("尼古拉斯·總經理");
        
        //設定上級
        commonManager.setSuperior(majordomo);
        majordomo.setSuperior(generalManager);
        
        Request request = new Request();
        request.setRequestType("請假");
        request.setRequestContent("adam請假");
        request.setNumber(1);
        commonManager.handlerRequest(request);
        
        Request request2 = new Request();
        request2.setRequestType("請假");
        request2.setRequestContent("adam請假");
        request2.setNumber(4);
        commonManager.handlerRequest(request2);
        
        Request request3 = new Request();
        request3.setRequestType("加薪");
        request3.setRequestContent("adam請求加薪");
        request3.setNumber(500);
        commonManager.handlerRequest(request3);
        
        Request request4 = new Request();
        request4.setRequestType("加薪");
        request4.setRequestContent("adam請求加薪");
        request4.setNumber(1000);
        commonManager.handlerRequest(request4);
    }

}

 　　執行結果如下：

　　

 

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