Java責任鏈模式詳解

更新時間：2023年05月12日 08:49:13 作者：蜀山劍客李沐白

責任鏈模式（Chain?of?Responsibility?Pattern）是一種行為型設計模式，它用于將請求的發(fā)送者和接收者解耦，使得多個對象都有機會處理這個請求，本文將詳細介紹?Java?中的責任鏈模式，包括其概念、結構、實現(xiàn)方式以及應用案例等，需要的朋友可以參考下

責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）是一種行為型設計模式，它用于將請求的發(fā)送者和接收者解耦，使得多個對象都有機會處理這個請求。在責任鏈模式中，有一個請求處理鏈條，每個處理請求的對象都是一個節(jié)點，當請求進入這個鏈條時，鏈條上的節(jié)點逐一判斷是否能夠處理該請求，如果可以，則處理；否則，將請求傳遞給下一個節(jié)點，直到請求被處理為止。

責任鏈模式可以有效地避免請求發(fā)送者與接收者之間的耦合，將請求處理對象按照順序串聯(lián)起來形成一個鏈條，每個節(jié)點都可以根據(jù)自己的職責進行處理，可以動態(tài)地增加、刪除或修改節(jié)點。責任鏈模式常用于處理請求的場景，例如登錄驗證、權限校驗、日志記錄、異常處理等。

本文將詳細介紹 Java 中的責任鏈模式，包括其概念、結構、實現(xiàn)方式以及應用案例等，幫助讀者更好地理解和應用責任鏈模式。

一、概念

責任鏈模式定義了一個請求處理對象的鏈條，每個對象都可以處理請求或者將請求轉(zhuǎn)發(fā)給下一個對象，直到有一個對象處理請求為止。在責任鏈模式中，請求發(fā)送者不需要知道鏈條中具體的處理對象，只需要將請求發(fā)送給鏈頭即可，具體的處理過程和實現(xiàn)細節(jié)由鏈條中的對象來決定。責任鏈模式可以有效地解耦請求發(fā)送者和接收者，分離職責，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護性。

責任鏈模式包含以下幾個角色：

Handler（處理者）：定義了處理請求的接口，通常包含一個抽象方法或者一個處理請求的抽象類。每個處理者都知道自己的后繼者（下一個處理者），如果自己不能處理該請求，則將其轉(zhuǎn)發(fā)給后繼者。
ConcreteHandler（具體處理者）：實現(xiàn)了 Handler 接口，并對請求進行實際處理。每個具體處理者都能夠處理一些特定的請求類型，如果自己不能處理該請求，則將其轉(zhuǎn)發(fā)給后繼者。
Client（客戶端）：創(chuàng)建鏈條的起點，向鏈條頭部的處理者發(fā)送請求。

二、結構

責任鏈模式的結構比較簡單，主要包括以下幾個部分：

其中，Handler 是一個抽象類或接口，定義了處理請求的方法 handleRequest() 和設置后繼節(jié)點的方法 setSuccessor()。ConcreteHandler 類繼承了 Handler 并實現(xiàn)了 handleRequest() 方法，在方法中判斷是否能夠處理該請求，如果能夠處理則進行處理；否則將請求轉(zhuǎn)發(fā)給下一個處理者。Client 類創(chuàng)建責任鏈的頭部（即第一個 ConcreteHandler 對象），并向它發(fā)送請求。

三、實現(xiàn)方式

單向鏈表實現(xiàn)

單向鏈表是最常見的責任鏈模式實現(xiàn)方式，具有以下特點：

鏈表中節(jié)點的處理順序與其添加順序相同。
可以動態(tài)添加、刪除或修改節(jié)點。

單向鏈表實現(xiàn)的核心代碼如下：

public abstract class Handler {
    private Handler successor;  // 后繼節(jié)點

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

    // 處理請求的抽象方法
    public abstract void handleRequest(Request request);

    protected void next(Request request) {
        if (successor != null) {  // 如果有后繼節(jié)點，則轉(zhuǎn)發(fā)請求
            successor.handleRequest(request);
        }
    }
}

public class ConcreteHandlerA extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(Request request) {
        if (canHandle(request)) {  // 判斷是否能夠處理該請求
            // 處理請求
        } else {
            next(request);  // 轉(zhuǎn)發(fā)請求給下一個處理者
        }
    }

    private boolean canHandle(Request request) {
        // 判斷是否能夠處理該請求的邏輯
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Handler handlerA = new ConcreteHandlerA();
        Handler handlerB = new ConcreteHandlerB();
        handlerA.setSuccessor(handlerB);  // 設置后繼節(jié)點

        Request request = new Request();
        handlerA.handleRequest(request);  // 發(fā)送請求到鏈頭
    }
}

數(shù)組或隊列實現(xiàn)

除了單向鏈表，還可以使用數(shù)組或隊列等數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)責任鏈模式，主要思想是將處理者放在一個數(shù)組或隊列中按序存儲。這種實現(xiàn)方式比較簡單，但不夠靈活，并且不支持動態(tài)添加、刪除或修改節(jié)點。

數(shù)組或隊列實現(xiàn)的核心代碼如下：

public abstract class Handler {
    // ...

    // 處理請求的抽象方法
    public abstract void handleRequest(Request request);

    protected void next(Request request, Handler[] handlers, int index) {
        if (index < handlers.length) {  // 如果有后繼節(jié)點，則轉(zhuǎn)發(fā)請求
            handlers[index].handleRequest(request);
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Handler[] handlers = new Handler[] {new ConcreteHandlerA(), new ConcreteHandlerB()};

        Request request = new Request();
        handlers[0].handleRequest(request, handlers, 1);  // 發(fā)送請求到鏈頭
    }
}

四、應用案例

責任鏈模式在Java中有許多應用場景，例如：

過濾器(Filter)：在Servlet中，過濾器就是使用責任鏈模式實現(xiàn)的。每個過濾器都可以決定是否處理請求，或者將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一個過濾器進行處理。
攔截器(Interceptor)：在Spring框架中，攔截器就是使用責任鏈模式實現(xiàn)的。攔截器可以對請求進行預處理或后處理，也可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給下一個攔截器進行處理。
異常處理(Exception Handling)：在Java中，可以使用責任鏈模式來處理異常。首先，程序先嘗試使用自定義的異常處理器來處理異常，如果該處理器無法處理異常，則將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一個處理器進行處理。
日志記錄(Logger)：在Java中，可以使用責任鏈模式來記錄日志。每個日志記錄器都可以決定是否需要記錄該日志，或者將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一個日志記錄器進行記錄。