设计模式（二十）之行为型模式--职责链模式

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一、职责链模式

1、案例

1.1 OA系统采购审批需求

学校OA系统的采购审批项目：需求是：

  1. 采购员采购教学器材
  2. 如果金额 小于等于5000， 由教学主任审批（0 <= x <= 5000）
  3. 如果金额 小于等于10000， 由院长审批（5000 <= x <= 10000）
  4. 如果金额 小于等于30000， 由副校长审批（10000 <= x <= 30000）
  5. 如果金额 超过30000以上， 由校长审批（30000 <= x ）

请设计程序完成采购审批项目

1.2 传统方案

传统方式：接收到一个采购请求后，根据采购金额来调用对应的Approver（审批人）完成审批

1.3 传统方案问题分析

  1. 客户端这里会使用到分支判断（比如switch）来对不同的采购请求处理，这样就存在如下问题：（1）如果各个级别的人员的审批金额发生变化，在客户端的也需要变化（2）客户端必须明确的指定 有多个审批级别和访问
  2. 这样 对一个采购请求进行处理和Approver（审批人）就存在强耦合关系，不利于代码的扩展和维护
  3. 解决方案=> 职责链模式

2、职责链模式基本介绍

2.1 基本介绍

  1. 职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）：又叫责任链模式，为请求创建了一个 接收者对象的链。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦
  2. 职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者。以此类推

2.2 原理类图

image-20210815230454695

职责链模式：使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，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

  1. Handler：抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时含有另外的Handler
  2. ConcreteHandlerA,B是具体的处理者，处理它自己负责的请求，可以访问它的后继者（即下一个处理者），如果可以处理当前请求，则处理，否则，将该请求交给 后继者去处理，从而行为一个职责链
  3. Request：含有很多属性，表示一个请求

3、代码实例

3.1 代码类图

image-202108152311009613.2 代码

3.2.1 PurchaseRequest类

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public class PurchaseRequest {
    private int type;//请求类型
    private float price = 0.0f;
    private int id = 0;

    public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
        this.type = type;
        this.price = price;
        this.id = id;
    }

    public int getType() {
        return type;
    }

    public float getPrice() {
        return price;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }
}

3.2.2 Approver抽象类

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public abstract class Approver {

    Approver approver;//下一个处理者
    String name;//名字

    public Approver(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 下一个处理者
    public void setApprover(Approver approver) {
        this.approver = approver;
    }

    //处理审批请求的方法，得到一个请求，处理是子类完成，因此该方法做成抽象
    public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}

3.2.3 DepartmentApprover 类

继承Approver

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public class DepartmentApprover extends Approver {
    public DepartmentApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if(purchaseRequest.getPrice() <= 5000){
            System.out.println(" 请求编号 id= "+purchaseRequest.getId() + " 被 " +this.name + " 处理");
        }else{
            approver.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}

3.2.4 CollegeApprover类

继承Approver

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public class CollegeApprover extends Approver {
    public CollegeApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if(purchaseRequest.getPrice() > 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000){
            System.out.println(" 请求编号 id= "+purchaseRequest.getId() + " 被 " +this.name + " 处理");
        }else{
            approver.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}

3.2.5 ViceSchoolMasterApprover类

继承Approver

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public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver {

    public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if(purchaseRequest.getPrice() > 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000){
            System.out.println(" 请求编号 id= "+purchaseRequest.getId() + " 被 " +this.name + " 处理");
        }else{
            approver.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}

3.2.6 SchoolMasterApprover类

继承Approver

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public class SchoolMasterApprover extends Approver {
    public SchoolMasterApprover(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
        if(purchaseRequest.getPrice() > 30000){
            System.out.println(" 请求编号 id= "+purchaseRequest.getId() + " 被 " +this.name + " 处理");
        }else{
            approver.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }
}

3.2.7 Client类

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个请求
        PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000, 1);

        // 创建相关的审批人
        DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
        CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
        ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校长");
        SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("周校长");

        // 需要将各个审批级别的下一个设置好(如果没有该审批级别，在最后departmentApprover.processRequest(purchaseRequest) 会直接报空指针异常)
        departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
        collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
        viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
        //如果不设置如下代码，则直接使用schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest) 处理请求时，会报错，因此要成环状
        schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
        departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
        //schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);
    }
}

结果：

1
请求编号 id= 1 被 周校长 处理

分析：

（1）若屏蔽如下代码

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departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
//如果不设置如下代码，则直接使用schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest) 处理请求时，会报错，因此要成环状
schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);

即将代码修改为：

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个请求
        PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000, 1);

        // 创建相关的审批人
        DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
        CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
        ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校长");
        SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("周校长");

        // 需要将各个审批级别的下一个设置好(如果没有该审批级别，在最后departmentApprover.processRequest(purchaseRequest) 会直接报空指针异常)
//        departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
//        collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
//        viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
//        //如果不设置如下代码，则直接使用schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest) 处理请求时，会报错，因此要成环状
//        schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
        departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
        //schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);
    }
}

则会报空指针异常，因为还没有指定下一个的接收者

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Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at com.ldg.GoF23.reponsiabliity.DepartmentApprover.processRequest(DepartmentApprover.java:13)
	at com.ldg.GoF23.reponsiabliity.Client.main(Client.java:20)

（2）若将金额修改为1000元，且由校长来处理请求，也会报错，因此需要设置为环状的，也就是最初始的代码

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个请求
        PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 1000, 1);

        // 创建相关的审批人
        DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
        CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
        ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校长");
        SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("周校长");

        // 需要将各个审批级别的下一个设置好(如果没有该审批级别，在最后departmentApprover.processRequest(purchaseRequest) 会直接报空指针异常)
        departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
        collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
        viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
        //如果不设置如下代码，则直接使用schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest) 处理请求时，会报错，因此要成环状
//        schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
        //departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
        schoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);
    }
}

结果：

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Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at com.ldg.GoF23.reponsiabliity.SchoolMasterApprover.processRequest(SchoolMasterApprover.java:13)
	at com.ldg.GoF23.reponsiabliity.Client.main(Client.java:21)

4、职责链模式在SpringMVC框架应用的源码分析

4.1 代码

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import org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet;

public class ResponsibilityChain {
    public static void main(String[] args) {
        new DispatcherServlet();
    }
}

（1）查看DisPatch类 ctrl+b

（2）查看核心doDispatch

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protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {}

img

（3）查看

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if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
   return;
}

在

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HandlerInterceptor interceptor = this.interceptorList.get(i);

内部，得到了interceptor对象，并且通过拦截器调用

1
interceptor.preHandle(request, response, this.handler)

img

（4）查看triggerAfterCompletion方法

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4.2 说明

（1）springmvc请求的流程图中，执行了拦截器相关方法 interceptor.preHandler等等

（2）在处理SpringMvc请求时，使用到职责链模式和适配器模式

（3）HandlerExecutionChain 主要负责的是请求拦截器的执行和请求处理，但是他本身不处理请求，只是将讲求分配给链上注册处理器执行，这是职责链实现方式，减少了职责链本身与处理逻辑之间的耦合，规范了处理流程

（4）HandlerExecutionChain 维护了HandlerInterceptor的集合，可以向其中注册相应的拦截器

5、职责链模式的注意事项和细节

（1）将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性

（2）简化了对象，使对象不需要知道链的结构

（3）性能会收到影响，特别是在链比较长的时候，因此需要控制链中最大节点数量，一般通过在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext()方法中判断是否超过阈值，超过则不允许该链简历，避免出现超长链无意识的破坏系统性能

（4）调试不方便，采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂

（5）最佳应用场景：有多个对象可以处理同一个请求时，比如：多级请求、请假/加薪等审批流程、Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器等等

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