职责链模式

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概述

使多个对象都又机会处理请求,从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系,将这个对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止。

职责链模式还有一种变体，那就是请求会被所有的处理器都处理一遍，不存在中途终止的情况。

职责链模式常用在框架开发中，用来实现框架的过滤器、拦截器功能，让框架的使用者在不需要修改框架源码的情况下，添加新的过滤拦截功能。

结构图

代码实现

职责链模式

处理者

    /// <summary>
    /// 抽象处理者
    /// </summary>
    public abstract class Handler
    {
        protected Handler successor;

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

        public abstract void HandleRequest(int request);
    }

    /// <summary>
    /// 具体处理者1
    /// </summary>
    public class ConcreteHandler1 : Handler
    {
        public override void HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 0 && request < 10)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
            }
            else if (successor != null)
            {
                successor.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具体处理者2
    /// </summary>
    public class ConcreteHandler2 : Handler
    {
        public override void HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 10 && request < 20)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
            }
            else if (successor != null)
            {
                successor.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具体处理者3
    /// </summary>
    public class ConcreteHandler3 : Handler
    {
        public override void HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 20 && request < 30)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
            }
            else if (successor != null)
            {
                successor.HandleRequest(request);
            }
        }
    }

客户端

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Handler h1 = new ConcreteHandler1();
            Handler h2 = new ConcreteHandler2();
            Handler h3 = new ConcreteHandler3();
            h1.SetSuccessor(h2);
            h2.SetSuccessor(h3);
            int[] requests = { 2, 5, 14, 22, 18, 3, 27, 20 };
            foreach (int request in requests)
            {
                h1.HandleRequest(request);
            }
            Console.Read();
        }
    }

运行结果

将链调用逻辑放到抽象类中

处理者

    public abstract class HandlerTemp
    {
        protected HandlerTemp successor = null;
        public void SetSuccessor(HandlerTemp successor)
        {
            this.successor = successor;
        }
        public void HandleRequest(int request)
        {
            bool handle = DoHandle(request);
            if (!handle && successor != null)
            {
                successor.HandleRequest(request);
            }
        }
        protected abstract bool DoHandle(int request);
    }

    public class ConcreteHandlerTemp1 : HandlerTemp
    {
        protected override bool DoHandle(int request)
        {
            if (request >= 0 && request < 10)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    public class ConcreteHandlerTemp2 : HandlerTemp
    {
        protected override bool DoHandle(int request)
        {
            if (request >= 10 && request < 20)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    public class ConcreteHandlerTemp3 : HandlerTemp
    {
        protected override bool DoHandle(int request)
        {
            if (request >= 20 && request < 30)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

客户端

        static void Main(string[] args)
        {
            HandlerTemp h1 = new ConcreteHandlerTemp1();
            HandlerTemp h2 = new ConcreteHandlerTemp2();
            HandlerTemp h3 = new ConcreteHandlerTemp3();
            h1.SetSuccessor(h2);
            h2.SetSuccessor(h3);
            int[] requests = { 2, 5, 14, 22, 18, 3, 27, 20 };
            foreach (int request in requests)
            {
                h1.HandleRequest(request);
            }
            Console.Read();
        }

运行结果

基于集合的职责链

处理者

    public class HandlerChain
    {
        private List<IHandler> handlers = new List<IHandler>();
        public void AddSuccessor(IHandler successor)
        {
            handlers.Add(successor);
        }
        public void HandleRequest(int request)
        {
            foreach (var item in handlers)
            {
                if (item.HandleRequest(request))
                {
                    break;
                }
            }
        }
    }

处理者抽象和实现

    public interface IHandler
    {
        bool HandleRequest(int request);
    }

    public class ConcreteHandlerChain1 : IHandler
    {
        public bool HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 0 && request < 10)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    public class ConcreteHandlerChain2 : IHandler
    {
        public bool HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 10 && request < 20)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

    public class ConcreteHandlerChain3 : IHandler
    {
        public bool HandleRequest(int request)
        {
            if (request >= 20 && request < 30)
            {
                Console.WriteLine("{0}  处理请求  {1}",
                  this.GetType().Name, request);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

客户端

        static void Main(string[] args)
        {
            HandlerChain handlerChain = new HandlerChain();
            IHandler h1 = new ConcreteHandlerChain1();
            IHandler h2 = new ConcreteHandlerChain2();
            IHandler h3 = new ConcreteHandlerChain3();
            handlerChain.AddSuccessor(h1);
            handlerChain.AddSuccessor(h2);
            handlerChain.AddSuccessor(h3);
            int[] requests = { 2, 5, 14, 22, 18, 3, 27, 20 };
            foreach (int request in requests)
            {
                handlerChain.HandleRequest(request);
            }
            Console.Read();
        }

运行结果

优势

基于职责链模式提供的扩展点，来扩展新的功能。

降低了对象之间的耦合度。该模式使得一个对象无须知道到底是哪一个对象处理其请求以及链的结构，发送者和接收者也无须拥有对方的明确信息。

增强了系统的可扩展性。可以根据需要增加新的请求处理类，满足开闭原则。

增强了给对象指派职责的灵活性。当工作流程发生变化，可以动态地改变链内的成员或者调动它们的次序，也可动态地新增或者删除责任。

责任链简化了对象之间的连接。每个对象只需保持一个指向其后继者的引用，不需保持其他所有处理者的引用，这避免了使用众多的 if 或者 if···else 语句。

责任分担。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，明确各类的责任范围，符合类的单一职责原则。

使用场景

有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理该请求由运行时刻自动确定。 

在不明确指定接收者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求。 

可动态指定一组对象处理请求，或添加新的处理者。

缺陷

不能保证每个请求一定被处理。由于一个请求没有明确的接收者，所以不能保证它一定会被处理，该请求可能一直传到链的末端都得不到处理。

对比较长的职责链，请求的处理可能涉及多个处理对象，系统性能将受到一定影响。

职责链建立的合理性要靠客户端来保证，增加了客户端的复杂性，可能会由于职责链的错误设置而导致系统出错，如可能会造成循环调用。

Demo