职责链模式在开发中的应用

我在《软件设计精要与模式》第19章中介绍了职责链模式在实际项目中的应用，由于引入了该模式，使得对象在职责划分上有了更清晰的结构，然而由于项目场景的诸多限制，总有几分“为模式而模式”的生涩感觉。最近在开发WCF的相关项目时，又一次应用了职责链模式，一方面加深了自己对设计模式的进一步理解，也积累了一些心得，可以与各位分享。
 
在该项目中，我希望实现对Endpoint的合法性检验，其中对于绑定而言，则包含了许多约束，例如绑定与URI样式的约束，例如绑定与服务契约设计的约束。绑定不同，则向对应的约束也不相同。为了更好地体现Endpoint，我在项目中定义了属于自己的Endpoint类：

    public class ServiceEndpoint
    {
        public Uri Address
        {
            get;
            set;
        }

        public Binding Binding
        {
            get;
            set;
        }

        public Type ContractType
        {
            get;
            set;
        }
    }

如果考虑最简单的实现方式，我们完全可以通过分支语句，判断不同的绑定类型，然后执行对绑定约束的检查，例如：

public class BindingConstraint

{

public bool Constraint(ServiceEndpoint endpoint)

{

bool flag = false;

switch (endpoint.Binding.Name)

{

case "BasicHttpBinding":

//check the BasicHttpBinding;

 

flag = true;

break;

case "NetTcpBinding":

//check the NetTcpBinding;

break;

case "NetPeerTcpBinding":

//check the NetPeerTcpBinding;

break;

//...Other bindings' constraint;

}

 

return flag;

}

}

这是一个合适的设计，无可厚非。然而，我们所面临的关于绑定的约束性检查，远非几行代码就可以实现。例如，对于WSDualHttpBinding绑定而言，我们就需要判断传递进来的契约类型是否具有回调契约。当然，我们可以分别将这些约束性检查放入到专门的方法，甚至是专门的类中，但不可避免的是，我们会让Constraint方法的switch语句变得越来越长。
 
这还不是关键的，最主要的是我们需要检查的绑定存在扩展的可能，因为除了WCF自身提供的绑定类型之外，我们还可以提供CustomBinding或其它自定义绑定，一旦可能增加绑定，就需要修改这里的Constraint()方法。这样的设计就难免捉襟见肘了。事实上，在.NET Framework 3.5中，微软就为WCF新增加了几个绑定，例如WebHttpBinding。
 
此时，我们就可以考虑采用职责链模式，由于我们是针对绑定类型进行约束性检查，我们可以为每个绑定类型定义一个约束对象，然后对其进行抽象，设计类图如下所示：


首先，我们需要定义一个基类BindingConstraint，如下所示：

    public abstract class BindingConstraint//:IEndpointConstraint
    {
        protected fields#region protected fields

        protected BindingConstraint m_bindingConstraint;
        protected bool m_hasNextConstraint = false;        

        #endregion

        public methods#region public methods

        public void AddConstraint(BindingConstraint constraint)
        {
            m_bindingConstraint = constraint;
            m_hasNextConstraint = true;
        }

        #endregion        

        public abstract methods#region public abstract methods

        public abstract bool Constraint(ServiceEndpoint endpoint);

        #endregion

    }

这是一个抽象类，包含了两个protected字段，其中m_bindingConstraint即形成职责链的关键，通过AddConstraint()方法可以将BindingConstraint对象加入到职责链中，而字段m_hasNextConstraint则用来标识当前对象之下是否还存在BindingConstraint对象。抽象方法Constraint()则实现约束性检查的业务逻辑，同时还包括对职责链是否存在下一个职责对象的判断。例如BasicHttpBindingConstraint的定义如下：

    public class BasicHttpBindingConstraint:BindingConstraint
    {
        public override bool Constraint(ServiceEndpoint endpoint)
        {
            if (endpoint.Binding.Name == "BasicHttpBinding")
            {
                //check BasicHttpBinding Constraint;
                BasicHttpBinding binding = endpoint.Binding as BasicHttpBinding;
                //...

                //check binding and address's scheme                if (endpoint.Address.Scheme.ToLower() != "http" && endpoint.Address.Scheme.ToLower() != "https")
                {
                    throw new BindingConstraintException("the binding is mismatch with address schema.");
                }                

                return true;
            }
            else
            {
                if (m_hasNextConstraint)
                {
                    return m_bindingConstraint.Constraint(endpoint);
                }
                else
                {
                    return false;
                }
            }
        }
    }

根据传入的endpoint对象，判断绑定的名称是否为"BasicHttpBinding"，如果是，则执行该约束对象的约束性检查，如果不是，则去寻找职责链中的其它对象（根据m_hasNextConstraint判断）。正是通过这样的实现方式，当客户端调用BindingConstraint的Constraint()方法时，就可以根据传入的ServiceEndpoint对象，智能地找到符合自己条件的BindingConstraint对象，并执行Constraint()方法进行约束性检查。
 
在我的《软件设计精要与模式》一书中，在应用职责链模式时，我的建议是最好提供专门创建职责链的工厂类，在本例中自然也不例外：

    public class BindingConstraintFactory
    {
        public static BindingConstraint CreateConstraint()
        {
            BindingConstraint basicHttp = new BasicHttpBindingConstraint();
            BindingConstraint netTcp = new NetTcpBindingConstraint();
            BindingConstraint netPeerTcp = new NetPeerTcpBindingConstraint();
            BindingConstraint netNamedPipe = new NetNamedPipeBindingConstraint();
            BindingConstraint wsHttp = new WSHttpBindingConstraint();
            BindingConstraint wsFederationHttp = new WSFederationHttpBindingConstraint();
            BindingConstraint wsDualHttp = new WSDualHttpBindingConstraint();
            BindingConstraint netMsmq = new NetMsmqBindingConstraint();
            BindingConstraint msmqIntegration = new MsmqIntegrationBindingConstraint();

            netMsmq.AddConstraint(msmqIntegration);
            wsDualHttp.AddConstraint(netMsmq);
            wsFederationHttp.AddConstraint(wsDualHttp);
            wsHttp.AddConstraint(wsFederationHttp);
            netNamedPipe.AddConstraint(wsHttp);
            netPeerTcp.AddConstraint(netNamedPipe);
            netTcp.AddConstraint(netPeerTcp);
            basicHttp.AddConstraint(netTcp);

            return basicHttp;
        }
    }

通过CreateConstraint()方法，就可以像穿珠子一般，形成一条隐藏的职责链（在创建这样的职责链时，需要注意职责对象的先后次序），然后在客户端代码中，可以非常优雅的实现对绑定的约束性检查：

private static BindingConstraint m_bindingConstraint = BindingConstraintFactory.CreateConstraint();

 

public void AddServiceEndpoint(ServiceEndpoint endpoint)

{

if (m_bindingConstraint.Constraint(endpoint))

{

m_endpointsList.Add(endpoint);

}

}

不管传入的endpoint是何种类型的绑定，只要在职责链中创建了相对应的绑定约束对象，都可以进行约束性检查，且逻辑清楚，职责明确。如果对绑定进行了扩展，我们只需要新增对应的绑定约束对象，然后修改BindingConstraintFactory工厂类的工厂方法即可。
 
使用职责链模式必须恰到好处，否则会成为模式滥用的反面教材。根据我对职责链模式的理解，可以认定只要同时符合下列三个条件，就可以引入职责链模式：
1、当一个方法的传入参数将成为分支语句的判断条件时；
2、当每一个分支的职责相对独立，且逻辑较为复杂时；
3、当分支条件存在扩展的可能时。
 
至于职责链模式的最佳实践，则包含以下内容：
1、应尽量将职责链模式的抽象定义为抽象类，而不要定义为接口。这样有利于一些公共逻辑的重用。
2、应在实现职责链模式的同时，提供创建职责链的工厂类。

本文已在IT168发表：http://tech.it168.com/msoft/2008-01-31/200801310937911.shtml