【职责链】设计模式：构建灵活的请求处理系统
本文将深入探讨职责链模式的工作原理、实现方式，并分析其在现代软件架构中的应用。
引言
在复杂的业务逻辑中，请求的传递和处理往往涉及多个处理对象。传统的处理方式可能会导致组件之间高度耦合，难以维护和扩展。
职责链模式通过将请求沿链传递，直到找到合适的处理者，有效解决了这一问题。
概述
职责链模式是一种行为设计模式，它允许多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。
这种模式将对象组成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。
核心概念
请求（Request）：需要处理的任务或信息。
处理者（Handler）：链中的节点，负责处理请求或转发请求。
工作原理
- 客户端创建请求并将其发送到链的头部；
- 链中的每个处理者决定是否能够处理该请求；
- 如果能够处理，执行相应操作；否则，将请求转发到链中的下一个处理者；
- 这个过程一直持续，直到请求被处理或到达链的末端。
代码实现
方式一
Handler是所有处理器类的抽象父类，handle()方法是抽象方法。
每个具体的处理器类HandlerA ，HandlerB的handle()代码结构类似，如果它能处理该请求，就不继续向下传递；如果不能处理，则交由后面的处理器来处理（即调用successor.handle()）。
HandlerChain是处理器链，一个记录了链头、链尾的链表。
public abstract class Handler {protected Handler successor = null;public void setSuccessor(Handler successor) {this.successor = successor;}public final void handle() {boolean handled = doHandle();if (successor != null && !handled) {successor.handle();}}protected abstract boolean doHandle();
}public class HandlerA extends Handler {@Overrideprotected boolean doHandle() {boolean handled = false;//...return handled;}
}public class HandlerB extends Handler {@Overrideprotected boolean doHandle() {boolean handled = false;//...return handled;}
}public class HandlerChain {private Handler head = null;private Handler tail = null;public void addHandler(Handler handler) {handler.setSuccessor(null);if (head == null) {head = handler;tail = handler;return;}tail.setSuccessor(handler);tail = handler;}public void handle() {if (head != null) {head.handle();}}
}// 使用举例
public class Application {public static void main(String[] args) {HandlerChain chain = new HandlerChain();chain.addHandler(new HandlerA());chain.addHandler(new HandlerB());chain.handle();}
}
方式 2
HandlerChain类用数组来保存所有的处理器类，且在handler()函数中调用每个处理器类的handler()函数。
public interface IHandler {boolean handle();
}public class HandlerA implements IHandler {@Overridepublic boolean handle() {boolean handled = false;//...return handled;}
}public class HandlerB implements IHandler {@Overridepublic boolean handle() {boolean handled = false;//...return handled;}
}public class HandlerChain {private List<IHandler> handlers = new ArrayList<>();public void addHandler(IHandler handler) {this.handlers.add(handler);}public void handle() {for (IHandler handler : handlers) {boolean handled = handler.handle();if (handled) {break;}}}
}// 使用举例
public class Application {public static void main(String[] args) {HandlerChain chain = new HandlerChain();chain.addHandler(new HandlerA());chain.addHandler(new HandlerB());chain.handle();}
}
变体
实际上，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，不存在中途停止的情况。
链表实现
public abstract class Handler {protected Handler successor = null;public void setSuccessor(Handler successor) {this.successor = successor;}public final void handle() {doHandle();if (successor != null) {successor.handle();}}protected abstract void doHandle();
}public class HandlerA extends Handler {@Overrideprotected void doHandle() {//...}
}public class HandlerB extends Handler {@Overrideprotected void doHandle() {//...}
}public class HandlerChain {private Handler head = null;private Handler tail = null;public void addHandler(Handler handler) {handler.setSuccessor(null);if (head == null) {head = handler;tail = handler;return;}tail.setSuccessor(handler);tail = handler;}public void handle() {if (head != null) {head.handle();}}
}// 使用举例
public class Application {public static void main(String[] args) {HandlerChain chain = new HandlerChain();chain.addHandler(new HandlerA());chain.addHandler(new HandlerB());chain.handle();}
}
数组实现
public interface IHandler {void handle();
}public class HandlerA implements IHandler {@Overridepublic void handle() { //...}
}public class HandlerB implements IHandler {@Overridepublic boolean handle() {//...}
}public class HandlerChain {private List<IHandler> handlers = new ArrayList<>();public void addHandler(IHandler handler) {this.handlers.add(handler);}public void handle() {for (IHandler handler : handlers) {handler.handle();}}
}// 使用举例
public class Application {public static void main(String[] args) {HandlerChain chain = new HandlerChain();chain.addHandler(new HandlerA());chain.addHandler(new HandlerB());chain.handle();}
}
性能和设计考量
职责链模式提供了请求处理的灵活性和可扩展性，但也需要考虑以下方面：
- 性能问题：如果链过长，请求的传递可能会引入延迟。
- 未知终点：请求可能在链的末端仍未被处理，需要有默认的处理策略。
最佳实践
- 确保每个处理者明确自己的职责范围；
- 避免创建过长的职责链，以免影响性能；
- 提供默认的处理者，以防请求未被处理。
总结
职责链模式是一种强大且灵活的设计模式，它通过解耦请求发送者和接收者，提高了系统的可扩展性和可维护性。理解其工作原理和实现方式，有助于我们在面对复杂的请求处理逻辑时，设计出更加优雅和高效的解决方案。
另外，职责链模式经常用来开发框架的过滤器和拦截器，如Servlet Filter和Spring Interceptor，关于底层代码分析，将在后面文章中单独讲解。