责任链模式 (Chain of Responsibility Pattern)

责任链模式 (Chain of Responsibility Pattern)

责任链模式是一种 行为型设计模式，允许多个对象都有机会处理请求，而避免请求发送者与接收者的耦合。将这些对象连成一条链，并沿着链传递请求，直到有对象处理它为止。

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原理

1. 核心思想：
   • 请求在链上传递，每个节点（处理者）都可以处理请求或将其传递给下一个节点。
   • 节点（处理者）只关注自己职责范围内的请求，其余部分交给链上的下一个节点。
2. 适用场景：
   • 请求需要被多个对象处理。
   • 处理者链的顺序需要灵活修改。
   • 请求发送者和处理者之间需要解耦。
3. 参与角色：
   • Handler（抽象处理者）：
     • 定义请求处理的方法和对下一个处理者的引用。
   • ConcreteHandler（具体处理者）：
     • 实现抽象处理者的处理逻辑。
     • 根据条件决定是否处理请求或传递给下一个处理者。
   • Client（客户端）：
     • 创建处理链并发送请求。

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优点

1. 解耦：请求发送者无需关心请求的具体处理逻辑。
2. 灵活性：通过改变链的结构，动态修改请求的处理流程。
3. 扩展性：新增处理者非常方便，只需加入链中即可。

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缺点

1. 链过长：可能导致请求处理效率低下。
2. 难以调试：链中处理过程可能难以追踪，尤其是动态配置的链。
3. 可能无人处理：若链的末端也未处理请求，可能会导致问题。

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示例代码

场景描述

以一个用户请求审批流程为例：用户提交的请求需要经过 经理、总监 和 CEO 的审批，每个审批者根据权限决定是否批准，若无法批准，则传递给链上的下一个审批者。

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1. 定义处理者接口

// 抽象处理者
public abstract class Handler {
    protected Handler nextHandler; // 下一个处理者

    // 设置下一个处理者
    public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
        this.nextHandler = nextHandler;
    }

    // 抽象处理方法
    public abstract void handleRequest(int amount);
}

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2. 实现具体处理者

// 经理处理者
public class ManagerHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(int amount) {
        if (amount <= 1000) {
            System.out.println("Manager approved request of $" + amount);
        } else if (nextHandler != null) {
            nextHandler.handleRequest(amount);
        }
    }
}

// 总监处理者
public class DirectorHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(int amount) {
        if (amount <= 5000) {
            System.out.println("Director approved request of $" + amount);
        } else if (nextHandler != null) {
            nextHandler.handleRequest(amount);
        }
    }
}

// CEO处理者
public class CEOHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(int amount) {
        if (amount > 5000) {
            System.out.println("CEO approved request of $" + amount);
        } else if (nextHandler != null) {
            nextHandler.handleRequest(amount);
        }
    }
}

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3. 客户端代码

public class ChainOfResponsibilityExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建处理者
        Handler manager = new ManagerHandler();
        Handler director = new DirectorHandler();
        Handler ceo = new CEOHandler();

        // 构建责任链
        manager.setNextHandler(director);
        director.setNextHandler(ceo);

        // 测试请求
        int[] requests = {500, 2000, 8000};
        for (int amount : requests) {
            System.out.println("Requesting $" + amount);
            manager.handleRequest(amount);
            System.out.println();
        }
    }
}

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输出结果

Requesting $500
Manager approved request of $500

Requesting $2000
Director approved request of $2000

Requesting $8000
CEO approved request of $8000

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UML 类图

        +-----------------+
        |    Handler      |
        +-----------------+
        | - nextHandler   |
        | + setNextHandler() |
        | + handleRequest()  |
        +-----------------+
                ^
                |
    +------------------+        +------------------+        +------------------+
    | ManagerHandler   |        | DirectorHandler  |        | CEOHandler       |
    +------------------+        +------------------+        +------------------+
    | + handleRequest()|        | + handleRequest()|        | + handleRequest()|
    +------------------+        +------------------+        +------------------+

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使用场景

1. 权限审批系统：如请假、报销等审批流程。
2. 日志处理：不同级别的日志交由不同的处理器处理。
3. 过滤链：如 Web 服务器中的请求过滤器链。

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优化与扩展

1. 链的动态配置：
   • 使用配置文件或依赖注入工具动态构建责任链。
2. 链的短路机制：
   • 提供一个终止标志，避免链无意义地传递。
3. 结合其他模式：
   • 与 装饰器模式 结合，增强处理者的功能。

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小结

• 责任链模式解耦了请求的发送和处理过程，提供了一种灵活的责任分配机制。
• 它的主要特点是链式传递和逐步处理，适用于流程化的处理需求。
• 在实现时需注意链的长度和请求未被处理的风险。