我的Java设计模式-责任链模式

今天来说说程序员小猿和产品就关于需求发生的故事。前不久，小猿收到了产品的需求。

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产品经理：小猿，为了迎合大众屌丝用户的口味，我们要放一张图，要露点的。

小猿：......露点？你大爷的，让身为正义与纯洁化身的我做这种需求，还露点。

产品经理：误会误会，是放一张暴露一点点的，尺寸不大。

小猿：尼玛~能说清楚些吗，需求模棱两可的。不干，我要上报boss。

产品经理也一阵无语，这豆丁的事还上报boss。话说这上报也得走程序是吧，技术经理就不干了，“凭什么要跳过我，得经过我才能到boss”。咦~这一层一层上报就涉及到这次的责任链模式。

一、责任链模式

定义

  创建多个对象，使这些对象形成一条链，并沿着这条链传递请求，直到链上的某一个对象决定处理此请求。

特点

1）接收请求的对象连接成一条链，对象之间存在层级关系。

2）这些对象可处理请求，也可传递请求，直到有对象处理该请求。

UML

责任链模式涉及到的角色如下所示：

  - 抽象处理者角色：定义了处理请求的接口或者抽象类，提供了处理请求的的方法和设置下一个处理者的方法。

  - 具体处理者角色：实现或者继承抽象这角色，具体逻辑根据实际的架构来定，后面会提到。

二、实战

先来看抽象处理者角色代码：

public abstract class Handler {
    private Handler nextHandler;
    private int level;
    public Handler(int level) {
        this.level = level;
    }

    // 处理请求传递，注意final，子类不可重写
    public final void handleMessage(Demand demand) {
        if (level == demand.demandLevel()) {
            this.report(demand);
        } else {
            if (this.nextHandler != null) {
                System.out.println("事情太严重，需报告上一级");
                this.nextHandler.handleMessage(demand);
            } else {
                System.out.println("我就是boss，没有上头");
            }
        }
    }

    public void setNextHandler(Handler handler) {
        this.nextHandler = handler;
    }

    // 抽象方法，子类实现
    public abstract void report(Demand demand);
}

在抽象处理者角色定义了处理请求的抽象方法，以及下一级传递的对象方法，重点在handleMessage处理请求传递的方法，下面会解释为什么要这样写，继续往下看。

下面是具体处理者角色，继承抽象处理者角色，在我们情景中有两个具体处理者，分别是技术经理和boss。

// 技术经理
public class TechnicalManager extends Handler {
    public TechnicalManager() {
        super(1);
    }

    @Override
    public void report(Demand demand) {
        System.out.println("需求：" + demand.detail());
        System.out.println(getClass().getSimpleName() + "：小猿我挺你，这个需求不干");
    }
}

// boss
public class Boss extends Handler {
    public Boss() {
        super(2);
    }

    @Override
    public void report(Demand demand) {
        System.out.println("需求：" + demand.detail());
        System.out.println(getClass().getSimpleName() + "：你们打一架吧，打赢的做决定");
    }
}

可以看到具体处理者的代码很简洁，重写了report方法，实现各自的业务逻辑，这都归功于父类中handleMessage这个方法。

两个角色都定义好了，来看客户端如何实现：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Demand demandA = new DemandA(); // 请求等级低
        Demand demandB = new DemandB(); // 请求等级高

        Boss boss = new Boss();
        TechnicalManager technicalManager = new TechnicalManager();
        technicalManager.setNextHandler(boss); // 设置下一级

        technicalManager.handleMessage(demandA);
        System.out.println("============================");
        technicalManager.handleMessage(demandB);
    }
}

可以看到在客户端中的重点是设置下一级的处理者，这样多个处理者对象就会形成一条链。运行客户端，结果如下：

需求：加一张露一点点的图

TechnicalManager：小猿我挺你，这个需求不干

============================

需求：加一张露一点点的图

TechnicalManager：事情太严重，需报告上一级

Boss：你们打一架吧，打赢的做决定

从结果可以看到，级别低的请求技术经理自己处理，级别高的传递给了下一级的Boss，这样就形成一条链，而这也是责任链的核心所在。注意，在请求的传递过程中，请求是不会发生变化的。需求不会从“加一张露一点点的图”变成了“加一张露点的图”，这等着boss请到办公室喝茶吧。

三、扩展

责任链+模板方法

回头看看上面的代码，抽象类中定义了几个方法，一个是final修饰的handleMessage，一个是抽象方法report，还有一个是setNextHandler。这刚好是模板方法模式中的三个基本方法，分别是具体方法（抽象类声明并实现，子类不实现）、抽象方法（抽象类声明，子类必须实现）、钩子方法（抽象类声明并实现，子类可扩展）。handleMessage方法加了final修饰，子类不可重写，而handleMessage正是把传递请求工作交给父类Handler，子类不需要处理传递的工作。而report则是抽象方法，子类必须重写该方法，子类处理请求的业务逻辑。setNextHandler是钩子方法，在这里我们并没有实现。

这样结合模板方法模式的好处在哪？首先加了handleMessage方法，把请求的传递判断从子类中剥离出来，让子类在report方法中专心处理请求的业务逻辑，做到了单一职责原则。再者是子类的实现变得简单了，不需要进行传递的判断，非常有利于快速扩展。

责任链模式VS观察者模式

观察者模式我在之前有些过，不了解的可以先看看。责任链模式和观察者模式存在一个共同点，就是传递责任链模式是一级一级的传递，形成一条链，链节点（处理者）之间是存在传递关系的。而观察者模式的被观察者向观察者们的传递，并不是具体观察者之间的传递，观察者之间是不存在关联的。拿小猿的经历来说，在责任链模式中是请求从技术经理到boss，有层级关系，而对于观察者模式是从被观察者小猿发出，作为观察者的技术经理和boss都会收到小猿的通知，是扩散式的，技术经理和boss并没有层级关系。这是责任链模式和观察者模式的区别，也是责任链模式的核心。

四、责任链模式的优缺点

优点

1）降低耦合度：客户端不需要知道请求由哪个处理者处理，而处理者也不需要知道处理者之间的传递关系，由系统灵活的组织和分配。

2）良好的扩展性：增加处理者的实现很简单，只需重写处理请求业务逻辑的方法。

缺点

1）请求会从链头发出，直到有处理者响应，在责任链比较长的时候会影响系统性能。

2）请求递归，调试排错比较麻烦。

总结

责任链模式在实际项目中可以用到的地方还是比较多的，比如会员等级系统，会员等级之间构成一条链，用户发起一个请求，系统只要把请求分发到责任链模式的入口，直到传递到与用户会员匹配的等级，这样各个会员等级的业务逻辑就会变成很清晰。这篇折腾了很久，主要是想把责任链的核心阐述清楚，让大家能够容易理解，也让我重新思考了责任链模式的核心。下一篇是“还没想好”，您的点赞和关注是我的动力哦，再会！

设计模式Java源码GitHub下载：https://github.com/jetLee92/DesignPattern