设计模式 -- 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）

本文主要是介绍设计模式 -- 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1 问题引出

1.1 学校 OA 系统的采购审批项目

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<x<=10000)
3. 如果金额 小于等于 30000, 由副校长审批 (10000<x<=30000)
4. 如果金额 超过 30000 以上，有校长审批 ( 30000<x)

1.2 传统方式

1. 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。

2. 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

3. 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

2 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。

3. 这种类型的设计模式属于行为型模式

3 原理结构图

3.1 类图

3.2 说明

1. 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

2. 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

3. Request ， 含义很多属性，表示一个请求

4 应用实例

4.1 类图

4.2 代码实现

Approver

public abstract class Approver {
​Approver approver; //  下一个处理者String name; //  名字
​public Approver(String name) {this.name = name;}
​//  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);
​
}

Client

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 (处理人构成环形: ) departmentApprover.setApprover(collegeApprover);collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
​departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);viceSchoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);}
}

CollegeApprover

public class CollegeApprover extends Approver {
​public CollegeApprover(String name) {super(name);}
​@Overridepublic void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {if (purchaseRequest.getPrice() < 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000) {System.out.println(" 请求编号 id= "+ purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");} else {approver.processRequest(purchaseRequest);}}
}

PurchaseRequest

// 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;}
}

5 优缺点

5.1 优点

1. 降低耦合度：职责链模式将请求的发送者和接收者解耦，使得请求的发送者不需要知道请求的具体处理细节和传递过程。简化了对象，使对象不需要知道链的结构。
2. 明确责任范围：每个类只需要处理自己该处理的工作，不该处理的传递给下一个对象完成。这符合类的单一职责原则，使得每个类的职责明确，便于维护和管理。
3. 灵活性高：允许动态地重新组织职责链来满足特定需求。在不同的情景下，可以通过调整链中的节点或者改变它们的次序来适应不同的处理需求。

5.2 缺点

1. 不能保证请求一定被接收：由于一个请求没有明确的接收者，因此不能保证它一定会被处理。如果所有的处理者都不能处理该请求，则该请求会一直传到链的末端都得不到处理。
2. 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。
3. 系统性能受影响：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. 客户端复杂性增加：职责链建立的合理性要靠客户端来保证。客户端需要正确地设置和组织责任链，否则可能导致请求得不到处理或者错误的处理。

6 应用场景

6.1 请假审批系统

• 场景描述：在使用工作流时，员工的请假申请根据请假天数的不同，需要经过不同级别的审批流程。例如，小于3天的请假只需部门主管审批，大于等于3天但小于10天的请假还需经理审批，大于等于10天的请假则需要总经理审批。
• 实现方式：通过职责链模式，将各级审批者组织成一条审批链，请求从链首传递至链尾，每个审批者根据自己的权限处理请求或将其传递给下一个审批者。这样可以灵活地管理请假流程，同时降低耦合度，使得流程易于扩展和维护。

6.2 异常处理流程

• 场景描述：不同的异常类型可能需要不同的处理方式。例如，输入错误引起的异常可以在前端处理，而数据库连接错误需要在后端处理。
• 实现逻辑：通过职责链模式，可以创建一个异常处理链，每种异常类型对应一个处理器。异常发生时，将其抛出至异常处理链，由相应的处理器进行处理。未匹配到具体处理器的异常可以由一个通用处理器捕获并处理，确保程序不会因未处理的异常而崩溃。

7 总结

        总之，职责链模式提供了一种有效的处理请求的方式，使得系统更加灵活、可扩展且易于维护。同时，也需要注意其可能带来的请求未被处理的风险和性能影响，并根据具体应用场景合理设置职责链。适用于多个对象可以处理同一请求的场景，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、日志记录、异常处理和审批流程等。

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