Java设计模式之职责链模式介绍

夜夜流光相皎洁_小宁

已于 2024-08-10 11:33:28 修改

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分类专栏：设计模式 Java技术文章标签： java 开发语言责任链模式

于 2023-06-15 19:32:59 首次发布

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一、职责链模式

1.1 职责链模式定义

职责链模式(chain of responsibility pattern) 定义: 避免将一个请求的发送者与接收者耦合在一起,让多个对象都有机会处理请求.将接收请求的对象连接成一条链，并且沿着这条链传递请求,直到有一个对象能够处理它为止。

在职责链模式中，多个处理器（也就是刚刚定义中说的“接收对象”）依次处理同一个请求。一个请求先经过 A 处理器处理，然后再把请求传递给 B 处理器，B处理器处理完后再传递给 C 处理器，以此类推，形成一个链条。链条上的每个处理器各自承担各自的处理职责，所以叫作职责链模式。

1.2 职责链模式原理

1.2.1 职责链模式类图

1.2.2 模式角色说明

职责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(链上的每个处理者都有一个成员变量来保存对于下一处理者的引用,比如上图中的successor) 。

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。

1.2.3 示例代码

代码实现：

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:17:58
 * @description 请求数据
 */
public class RequestData {
    private String data;

    public RequestData(String data) {
        this.data = data;
    }

    public String getData() {
        return data;
    }

    public void setData(String data) {
        this.data = data;
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:18:59
 * @description 抽象处理者
 */
public abstract class Handler {
    protected Handler successor = null;

    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public abstract void handle(RequestData requestData);

}

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:19:46
 * @description 具体处理者A
 */
public class HandlerA extends Handler {
    @Override
    public void handle(RequestData requestData) {
        System.out.println("HandlerA 执行代码逻辑! 处理: " +
                requestData.getData());
        requestData.setData(requestData.getData().replace("A", ""));
        if (successor != null) {
            successor.handle(requestData);
        } else {
            System.out.println("执行中止!");
        }
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:20:48
 * @description 具体处理者B
 */
public class HandlerB extends Handler {
    @Override
    public void handle(RequestData requestData) {
        System.out.println("HandlerB 执行代码逻辑! 处理: " +
                requestData.getData());
        requestData.setData(requestData.getData().replace("B", ""));
        if (successor != null) {
            successor.handle(requestData);
        } else {
            System.out.println("执行中止!");
        }

    }
}

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:21:29
 * @description 具体处理者C
 */
public class HandlerC extends Handler {
    @Override
    public void handle(RequestData requestData) {
        System.out.println("HandlerC 执行代码逻辑! 处理: " +
                requestData.getData());
        requestData.setData(requestData.getData());
        if (successor != null) {
            successor.handle(requestData);
        } else {
            System.out.println("执行中止!");
        }
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V1;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:22:15
 * @description
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Handler h1 = new HandlerA();
        Handler h2 = new HandlerB();
        Handler h3 = new HandlerC();
        h1.setSuccessor(h2);
        h2.setSuccessor(h3);
        RequestData requestData = new RequestData("请求数据 ABCDE");
                h1.handle(requestData);
    }
}

二、责链模式的应用

2.1 需求说明

我们模拟有一个双11期间，业务系统审批的流程,临近双十一公司会有陆续有一些新的需求上线,为了保证线上系统的稳定，我们对上线的审批流畅做了严格的控制。审批的过程会有不同级别的负责人加入进行审批(平常系统上线只需三级负责人审批即可，双十一前后需要二级或一级审核人参与审批)，接下来我们就使用职责链模式来设计一下此功能。

2.2 流程示意图

![image.png](https://fynotefile.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/fynote/fyfile/2895/01686817476000/6b190ff9facd40a7b394ce7104715722.png)

![image.png](https://fynotefile.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/fynote/fyfile/2895/01686817476000/86a2d4e1e1064432877b27c3e1ad53a4.png)

2.3 不使用设计模式

代码示例：

package main.java.cn.test.chain.V2;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:34:51
 * @description 审核信息
 */
public class AuthInfo {
    private String code;
    private String info = "";

    public AuthInfo(String code, String... infos) {
        this.code = code;
        for (String str : infos) {
            info = this.info.concat(str + " ");
        }
    }

    public String getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(String code) {
        this.code = code;
    }

    public String getInfo() {
        return info;
    }

    public void setInfo(String info) {
        this.info = info;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "AuthInfo{" +
                "code='" + code + '\'' +
                ", info='" + info + '\'' +
                '}';
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V2;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:36:41
 * @description 模拟审核服务
 */
public class AuthService {
    //审批信息 审批人Id+申请单Id
    private static Map<String, Date> authMap = new
            HashMap<String, Date>();

    /**
     * 审核流程
     *
     * @param uId     审核人id
     * @param orderId 审核单id
     */
    public static void auth(String uId, String orderId) {
        System.out.println("进入审批流程,审批人ID: " + uId);
        authMap.put(uId.concat(orderId), new Date());
    }

    //查询审核结果
    public static Date queryAuthInfo(String uId, String
            orderId) {
        return authMap.get(uId.concat(orderId)); //key=审核人id+审核单子id
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V2;

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:38:05
 * @description
 */
public class AuthController {
    //审核接口
    public AuthInfo doAuth(String name, String orderId, Date authDate) throws ParseException {
        //三级审批
        Date date = null;
        //查询是否存在审核信息,查询条件: 审核人ID+订单ID,返回Map集合中的Date
        date = AuthService.queryAuthInfo("1000013", orderId);
        //如果为空,封装AuthInfo信息(待审核)返回
        if (date == null) {
            return new AuthInfo("0001", "单号: " + orderId, "状态: 等待三级审批负责人进行审批");
        }

        //二级审批
        SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");// 时间格式化
        //二级审核人主要审核双十一之前, 11-01 ~ 11-10号的请求,所以要对传入的审核时间进行判断
        //审核时间 大于 2022-11-01 并且 小于 2022-11-10,Date1.after(Date2),当Date1大于Date2时，返回 TRUE,Date1.before(Date2)，当Date1小于Date2时，返回TRUE
        if (authDate.after(f.parse("2022-11-01 00:00:00")) &&
                authDate.before(f.parse("2022-11-10 00:00:00"))) {
            //条件成立,查询二级审核的审核信息
            date =
                    AuthService.queryAuthInfo("1000012", orderId);
            //如果为空,还是待二级审核人审核状态
            if (date == null) {
                return new AuthInfo("0001", "单号: " + orderId, "状态: 等待二级审批负责人进行审批");
            }
        }

        //一级审批
        //审核范围是在11-11日 ~ 11-31日
        if (authDate.after(f.parse("2022-11-11 00:00:00")) &&
                authDate.before(f.parse("2022-11-31 00:00:00"))) {
            date = AuthService.queryAuthInfo("1000011", orderId);
            if (date == null) {
                return new AuthInfo("0001", "单号: " + orderId, "状态: 等待一级审批负责人进行审批");
            }
        }
        return new AuthInfo("0001", "单号: " + orderId, "申请人:" + name + ", 状态: 审批完成!");
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V2;

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:43:39
 * @description
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws
            ParseException {
        AuthController controller = new AuthController();
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date date = sdf.parse("2022-11-12 00:00:00");
        //设置申请流程
        //三级审核
        //1.调用doAuth方法,模拟发送申请人相关信息
        AuthInfo info1 = controller.doAuth("研发小周", "100001000010000", date);
        System.out.println("当前审核状态: " + info1.getInfo());
        /**
         * 2.模拟进行审核操作, 虚拟审核人ID: 1000013
         * 调用auth() 方法进行审核操作, 就是向Map中添加一个 审核人
         ID和申请单ID
         */
        AuthService.auth("1000013", "100001000010000");
        System.out.println("三级负责人审批完成,审批人: 王工");
        System.out.println("======================================== ===================================");

        //二级审核
        //1.调用doAuth方法,模拟发送申请人相关信息
        AuthInfo info2 = controller.doAuth("研发小周", "100001000010000", date);
        System.out.println("当前审核状态: " + info2.getInfo());
        /**
         * 2.模拟进行审核操作, 虚拟审核人ID: 1000012
         * 调用auth() 方法进行审核操作, 就是向Map中添加一个 审核人
         ID和申请单ID
         */
        AuthService.auth("1000012", "100001000010000");
        System.out.println("二级负责人审批完成,审批人: 张经理");
        System.out.println("======================================== ===================================");

        //一级审核
        //1.调用doAuth方法,模拟发送申请人相关信息
        AuthInfo info3 = controller.doAuth("研发小周", "100001000010000", date);
        System.out.println("当前审核状态: " + info3.getInfo());
        /**
         * 2.模拟进行审核操作, 虚拟审核人ID: 1000012
         * 调用auth() 方法进行审核操作, 就是向Map中添加一个 审核人
         ID和申请单ID
         */
        AuthService.auth("1000011", "100001000010000");
        System.out.println("一级负责人审批完成,审批人: 罗总");
    }
}

2.4 职责链模式重构代码

2.4.1 结构示意图

![image.png](https://fynotefile.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/fynote/fyfile/2895/01686817476000/e8ffe840b96e4e73a8660cb80038daa5.png)

2.4.2 代码示例

package main.java.cn.test.chain.V3;

import main.java.cn.test.chain.V2.AuthInfo;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:53:06
 * @description 抽象审核链类
 */
public abstract class AuthLink {

    protected SimpleDateFormat f = new
            SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    protected String levelUserId; //审核人ID
    protected String levelUserName; //审核人姓名
    protected AuthLink next; //持有下一个处理类的引用

    public AuthLink(String levelUserId, String levelUserName) {
        this.levelUserId = levelUserId;
        this.levelUserName = levelUserName;
    }

    //获取下一个处理类
    public AuthLink getNext() {
        return next;
    }

    //责任链中添加处理类
    public AuthLink appendNext(AuthLink next) {
        this.next = next;
        return this;
    }

    //抽象审核方法
    public abstract AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate);

}

package main.java.cn.test.chain.V3;

import main.java.cn.test.chain.V2.AuthInfo;
import main.java.cn.test.chain.V2.AuthService;

import java.text.ParseException;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:55:22
 * @description 一级负责人审批
 */
public class Level1AuthLink extends AuthLink {

    private Date beginDate = f.parse("2020-11-11 00:00:00");
    private Date endDate = f.parse("2020-11-31 23:59:59");

    public Level1AuthLink(String levelUserId, String
            levelUserName) throws ParseException {
        super(levelUserId, levelUserName);
    }


    @Override
    public AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate) {
        Date date = AuthService.queryAuthInfo(levelUserId,
                orderId);
        if (null == date) {
            return new AuthInfo("0001", "单号：", orderId, " 状态：待一级审批负责人 ", levelUserName);
        }
        AuthLink next = super.getNext();
        if (null == next) {
            return new AuthInfo("0000", "单号：", orderId, " 状态：一级审批完成", " 时间：", f.format(date), " 审批人：",
                    levelUserName);
        }
        if (authDate.before(beginDate) ||
                authDate.after(endDate)) {
            return new AuthInfo("0000", "单号：", orderId, " 状态：一级审批完成", " 时间：", f.format(date), " 审批人：",
                    levelUserName);
        }
        return next.doAuth(uId, orderId, authDate);
    }

}

package main.java.cn.test.chain.V3;

import main.java.cn.test.chain.V2.AuthInfo;
import main.java.cn.test.chain.V2.AuthService;

import java.text.ParseException;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:57:38
 * @description 二级负责人审批
 */
public class Level2AuthLink extends AuthLink {
    private Date beginDate = f.parse("2020-11-11 00:00:00");
    private Date endDate = f.parse("2020-11-31 23:59:59");

    public Level2AuthLink(String levelUserId, String
            levelUserName) throws ParseException {
        super(levelUserId, levelUserName);
    }

    @Override
    public AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate) {
        Date date = AuthService.queryAuthInfo(levelUserId,
                orderId);
        if (null == date) {
            return new AuthInfo("0001", "单号：", orderId, " 状态：待二级审批负责人 ", levelUserName);
        }
        AuthLink next = super.getNext();
        if (null == next) {
            return new AuthInfo("0000", "单号：", orderId, " 状态：二级审批完成", " 时间：", f.format(date), " 审批人：",
                    levelUserName);
        }
        if (authDate.before(beginDate) ||
                authDate.after(endDate)) {
            return new AuthInfo("0000", "单号：", orderId, " 状态：二级审批完成", " 时间：", f.format(date), " 审批人：",
                    levelUserName);
        }
        return next.doAuth(uId, orderId, authDate);
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V3;

import main.java.cn.test.chain.V2.AuthInfo;
import main.java.cn.test.chain.V2.AuthService;

import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 18:59:06
 * @description 三级负责人审批
 */
public class Level3AuthLink extends AuthLink {

    public Level3AuthLink(String levelUserId, String
            levelUserName) {
        super(levelUserId, levelUserName);
    }

    @Override
    public AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate) {
        Date date = AuthService.queryAuthInfo(levelUserId,
                orderId);
        if (null == date) {
            return new AuthInfo("0001", "单号：", orderId, " 状态：待三级审批负责人 ", levelUserName);
        }
        AuthLink next = super.getNext();
        if (null == next) {
            return new AuthInfo("0000", "单号：", orderId, " 状态：三级审批完成", " 时间：", f.format(date), " 审批人：",
                    levelUserName);
        }
        return next.doAuth(uId, orderId, authDate);
    }
}

package main.java.cn.test.chain.V3;

import main.java.cn.test.chain.V2.AuthService;

import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * @author ningzhaosheng
 * @date 2023/6/15 19:00:22
 * @description
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws
            ParseException {
        AuthLink authLink = new Level3AuthLink("1000013", "王工")
                .appendNext(new Level2AuthLink("1000012", "张经理")
                        .appendNext(new Level1AuthLink("1000011", "段总")));

        SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date currentDate = f.parse("2022-11-18 23:49:46");
        System.out.println("测试结果：" + authLink.doAuth("研发牛马", "1000998004813441", currentDate).toString());

        // 模拟三级负责人审批
        AuthService.auth("1000013", "1000998004813441");
        System.out.println("测试结果：" + "模拟三级负责人审批，王工");
        System.out.println("测试结果：" + authLink.doAuth("研发牛马", "1000998004813441", currentDate).toString());

        // 模拟二级负责人审批
        AuthService.auth("1000012", "1000998004813441");
        System.out.println("测试结果：" + "模拟二级负责人审批，张经理");
        System.out.println("测试结果：" + authLink.doAuth("研发牛马", "1000998004813441", currentDate).toString());

        // 模拟一级负责人审批
        AuthService.auth("1000011", "1000998004813441");
        System.out.println("测试结果：" + "模拟一级负责人审批，段总");
        System.out.println("测试结果：" + authLink.doAuth("研发牛马", "1000998004813441", currentDate).toString());
    }
}

2.4.3 测试结果

测试结果：AuthInfo{code='0001', info='单号： 1000998004813441  状态：待三级审批负责人  王工 '}
进入审批流程,审批人ID: 1000013
测试结果：模拟三级负责人审批，王工
测试结果：AuthInfo{code='0001', info='单号： 1000998004813441  状态：待二级审批负责人  张经理 '}
进入审批流程,审批人ID: 1000012
测试结果：模拟二级负责人审批，张经理
测试结果：AuthInfo{code='0000', info='单号： 1000998004813441  状态：二级审批完成  时间： 2023-06-15 19:07:11  审批人： 张经理 '}
进入审批流程,审批人ID: 1000011
测试结果：模拟一级负责人审批，段总
测试结果：AuthInfo{code='0000', info='单号： 1000998004813441  状态：二级审批完成  时间： 2023-06-15 19:07:11  审批人： 张经理 '}

从上面的代码结果看，我们的责任链已经生效，按照责任链的结构一层一层审批。当工作流程发生变化，可以动态地改变链内的成员或者修改它们的次序，也可动态地新增或者删除责任。并且每个类只需要处理自己该处理的工作，不能处理的传递给下一个对象完成，明确各类的责任范围，符合类的单一职责原则。