设计模式之责任链模式
责任链模式:
责任链模式(Chain of Responsibility Pattern) 是将链中每一个节点看作是一个对象， 每个节点处理的请求均不同，且内部自动维护一个下一节点对象。当一个请求从链式的首端发出时，会沿着链的路径依次传递给每一个节点对象，直至有对象处理这个请求为止。属于行为型模式。
使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
责任链模式的应用场景:
在日常生活中责任链模式还是比较常见的，我们平时工作处理一些事务，往往是各部门协同合作的完成某一个任务。而每个部门都有各自的职责，因此，很多时候事情完成一半，便会转交给下一个部门，直到所有部门都过一遍之后事情才能完成。
责任链模式主要是解耦了请求与处理，客户只需将请求发送到链上即可，无需关心请求的具体内容和处理细节，请求会自动进行传递直至有节点对象进行处理。适用于以下应用场景：
- 多个对象可以处理同一请求，但具体由哪个对象处理则在运行时动态决定；
- 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。
责任链模式主要包含两种角色：
- 抽象处理者(Handler) ：定义一个请求处理的方法， 并维护一个下一个处理节点Handler对象的引用；
- 具体处理者(Concrete Handler) ：对请求进行处理， 如果不感兴趣， 则进行转发。
责任链模式的本质是解耦请求与处理，让请求在处理链中能进行传递与被处理；理解责任链模式应当理解的是其模式(道)而不是其具体实现(术)，责任链模式的独到之处是其将节点处理者组合成了链式结构，并允许节点自身决定是否进行请求处理或转发，相当于让请求流动了起来。
利用责任链模式进行数据校验拦截:
首先， 创建一个实体类Member：
public class Member {
private String loginName;
private String loginPass;
private String roleName;
public Member(String loginName, String loginPass) {
this.loginName = loginName;
this.loginPass = loginPass;
}
public String getLoginName() {
return loginName;
}
public void setLoginName(String loginName) {
this.loginName = loginName;
}
public String getLoginPass() {
return loginPass;
}
public void setLoginPass(String loginPass) {
this.loginPass = loginPass;
}
public String getRoleName() {
return roleName;
}
public void setRoleName(String roleName) {
this.roleName = roleName;
}
@Override
public String toString() {
return "Member{" +
"loginName='" + loginName + '\'' +
", loginPass='" + loginPass + '\'' +
", roleName='" + roleName + '\'' +
'}';
}
}
然后我们来看一段经常出现的代码：
public class MemberService {
public void login(String loginName, String loginPass) {
if (StringUtils.isEmpty(loginName) ||
StringUtils.isEmpty(loginPass)) {
System.out.println("用户名和密码为空");
return;
}
System.out.println("用户名和密码不为空，可以往下执行");
Member member = checkExists(loginName, loginPass);
if (null == member) {
System.out.println("用户不存在");
return;
}
System.out.println("登录成功！");
if (!"管理员".equals(member.getRoleName())) {
System.out.println("您不是管理员，没有操作权限");
return;
}
System.out.println("允许操作");
}
private Member checkExists(String loginName, String loginPass) {
Member member = new Member(loginName, loginPass);
member.setRoleName("管理员");
return member;
}
}
请问各位小伙伴，你们是不是经常这么干?上面的代码中，主要功能是做了登录前的数据验证，然后，判断逻辑是有先后顺序的。首先做非空判断，然后检查账号是否有效，最终获得用户角色。然后根据用户角色所拥有的权限再匹配是否有操作权限。那么这样的检验性代码一般都是必不可少的，但是写在具体的业务代码又显得代码非常臃肿，因此我们可以用责任链模式，将这些检查步骤串联起来，而且不影响代码美观。可以使得我们在编码时可以更加专注于某一个具体的业务逻辑处理。
下面我们用责任链模式来优化一下代码， 首先创建一个Handler类：
public abstract class Handler {
//下一个调用链
protected Handler next;
public void next(Handler next) {
this.next = next;
}
public abstract void doHandler(Member member);
}
然后编写链路的3种实现：
public class ValidateHandler extends Handler {
@Override
public void doHandler(Member member) {
if (StringUtils.isEmpty(member.getLoginName()) ||
StringUtils.isEmpty(member.getLoginPass())) {
System.out.println("用户名和密码为空");
return;
}
System.out.println("用户名和密码不为空，可以往下执行");
next.doHandler(member);
}
}
public class LoginHandler extends Handler {
@Override
public void doHandler(Member member) {
System.out.println("登录成功！");
member.setRoleName("管理员");
next.doHandler(member);
}
}
public class AuthHandler extends Handler {
@Override
public void doHandler(Member member) {
if (!"管理员".equals(member.getRoleName())) {
System.out.println("您不是管理员，没有操作权限");
return;
}
System.out.println("允许操作");
}
}
接下来修改 MemberService 使他们形成一条链路：
public class MemberService {
public void login(String loginName,String loginPass){
Handler validateHandler = new ValidateHandler();
Handler loginHandler = new LoginHandler();
Handler authHandler = new AuthHandler();
validateHandler.next(loginHandler);
loginHandler.next(authHandler);
validateHandler.doHandler(new Member(loginName,loginPass));
}
public static void main(String[] args) {
MemberService memberService = new MemberService();
memberService.login("wuzz","666");
}
}
其实我们平时使用的很多权限校验框架都是运用这样一个原理，将各个维度的权限处理解耦之后再串联起来， 各自只处理各自相关的职责。如果职责与自己不相关则抛给链上的下一个Handler， 俗称踢皮球。
责任链模式和建造者模式结合使用：
因为责任链模式具备链式结构，而上面代码中，我们看到，负责组装链式结构的角色是 Member Service， 当链式结构较长时， Member Service的工作会非常繁琐， 并且Member Service代码相对臃肿， 且后续更改处理者或消息类型时， 都必须在Member Service中进行修改， 不符合开闭原则。产生这些问题的原因就是因为链式结构的组装过于复杂，而对于复杂结构的创建，很自然我们就会想到建造者模式， 使用建造者模式， 我们完全可以对Member Service指定的处理节点对象进行自动链式组装，客户只需指定处理节点对象，其他任何事情都无需关心，并且客户指定的处理节点对象顺序不同， 构造出来的链式结构也随之不同。我们来改造一下， 修改Handler的代码：
public abstract class Handler<T> {
protected Handler next;
public void next(Handler next) {
this.next = next;
}
public abstract void doHandler(Member member);
public static class Builder<T> {
private Handler<T> head;
private Handler<T> tail;
public Builder<T> addHandler(Handler handler) {
// do {
if (this.head == null) {
this.head = this.tail = handler;
return this;
}
this.tail.next(handler);
this.tail = handler;
// }while (false);//真正框架中，如果是双向链表，会判断是否已经到了尾部
return this;
}
public Handler<T> build() {
return this.head;
}
}
}
因为建造者模式要构建的是节点处理者， 因此我们把Builder作为Handler的静态内部类， 并且因为客户端无需进行链式组装， 因此我们还可以把链式组装方法next() 方法设置为private， 使Handler更加高内聚。
然后修改 MemberService 类：
public class MemberService { public void login(String loginName, String loginPass) { Handler.Builder builder = new Handler.Builder(); builder.addHandler(new ValidateHandler()) .addHandler(new LoginHandler()) .addHandler(new AuthHandler()); builder.build().doHandler(new Member(loginName, loginPass)); } public static void main(String[] args) { MemberService memberService = new MemberService(); memberService.login("wuzz", "666"); } }
优点：
- 将请求与处理解耦；
- 请求处理者(节点对象)只需关注自己感兴趣的请求进行处理即可，对于不感兴趣的请求，直接转发给下一级节点对象；
- 具备链式传递处理请求功能，请求发送者无需知晓链路结构，只需等待请求处理结果；
- 链路结构灵活，可以通过改变链路结构动态地新增或删减责任；
- 易于扩展新的请求处理类(节点)，符合开闭原则。
缺点：
- 责任链太长或者处理时间过长，会影响整体性能
- 如果节点对象存在循环引用时，会造成死循环，导致系统崩溃；
