一文弄懂责任链设计模式
背景
什么是责任链
使用场景
结语
背景
最近，我让团队内一位成员写了一个导入功能。他使用了责任链模式，代码堆的非常多，bug 也多，没有达到我预期的效果。
实际上，针对导入功能，我认为模版方法更合适！为此，隔壁团队也拿出我们的案例，进行了集体 code review。
学好设计模式，且不要为了练习，强行使用！让原本 100 行就能实现的功能，写了 3000 行！对错暂且不论，我们先一起看看责任链设计模式吧！
什么是责任链
使用场景
责任链的使用场景还是比较多的：
多条件流程判断：权限控制 ERP 系统流程审批：总经理、人事经理、项目经理 Java 过滤器的底层实现 Filter
如果不使用该设计模式，那么当需求有所改变时，就会使得代码臃肿或者难以维护，例如下面的例子。
| 反例
假设现在有一个闯关游戏，进入下一关的条件是上一关的分数要高于 xx：
游戏一共 3 个关卡 进入第二关需要第一关的游戏得分大于等于 80 进入第三关需要第二关的游戏得分大于等于 90
//第一关
public class FirstPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第一关-->FirstPassHandler");
return 80;
}
}
//第二关
public class SecondPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第二关-->SecondPassHandler");
return 90;
}
}
//第三关
public class ThirdPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第三关-->ThirdPassHandler，这是最后一关啦");
return 95;
}
}
//客户端
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关
int firstScore = firstPassHandler.handler();
//第一关的分数大于等于80则进入第二关
if(firstScore >= 80){
int secondScore = secondPassHandler.handler();
//第二关的分数大于等于90则进入第二关
if(secondScore >= 90){
thirdPassHandler.handler();
}
}
}
}
if(第1关通过){
// 第2关 游戏
if(第2关通过){
// 第3关 游戏
if(第3关通过){
// 第4关 游戏
if(第4关通过){
// 第5关 游戏
if(第5关通过){
// 第6关 游戏
if(第6关通过){
//...
}
}
}
}
}
}
这种代码不仅冗余，并且当我们要将某两关进行调整时会对代码非常大的改动，这种操作的风险是很高的，因此，该写法非常糟糕。
| 初步改造
如何解决这个问题，我们可以通过链表将每一关连接起来，形成责任链的方式，第一关通过后是第二关，第二关通过后是第三关....
public class FirstPassHandler {
/**
* 第一关的下一关是 第二关
*/
private SecondPassHandler secondPassHandler;
public void setSecondPassHandler(SecondPassHandler secondPassHandler) {
this.secondPassHandler = secondPassHandler;
}
//本关卡游戏得分
private int play(){
return 80;
}
public int handler(){
System.out.println("第一关-->FirstPassHandler");
if(play() >= 80){
//分数>=80 并且存在下一关才进入下一关
if(this.secondPassHandler != null){
return this.secondPassHandler.handler();
}
}
return 80;
}
}
public class SecondPassHandler {
/**
* 第二关的下一关是 第三关
*/
private ThirdPassHandler thirdPassHandler;
public void setThirdPassHandler(ThirdPassHandler thirdPassHandler) {
this.thirdPassHandler = thirdPassHandler;
}
//本关卡游戏得分
private int play(){
return 90;
}
public int handler(){
System.out.println("第二关-->SecondPassHandler");
if(play() >= 90){
//分数>=90 并且存在下一关才进入下一关
if(this.thirdPassHandler != null){
return this.thirdPassHandler.handler();
}
}
return 90;
}
}
public class ThirdPassHandler {
//本关卡游戏得分
private int play(){
return 95;
}
/**
* 这是最后一关，因此没有下一关
*/
public int handler(){
System.out.println("第三关-->ThirdPassHandler，这是最后一关啦");
return play();
}
}
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关
firstPassHandler.setSecondPassHandler(secondPassHandler);//第一关的下一关是第二关
secondPassHandler.setThirdPassHandler(thirdPassHandler);//第二关的下一关是第三关
//说明：因为第三关是最后一关，因此没有下一关
//开始调用第一关 每一个关卡是否进入下一关卡 在每个关卡中判断
firstPassHandler.handler();
}
}
| 缺点
现有模式的缺点：
每个关卡中都有下一关的成员变量并且是不一样的，形成链很不方便 代码的扩展性非常不好
| 责任链改造
有了思路，我们先来简单介绍一下责任链设计模式的基本组成：
抽象处理者（Handler）角色：定义一个处理请求的接口，包含抽象处理方法和一个后继连接。 具体处理者（Concrete Handler）角色：实现抽象处理者的处理方法，判断能否处理本次请求，如果可以处理请求则处理，否则将该请求转给它的后继者。 客户类（Client）角色：创建处理链，并向链头的具体处理者对象提交请求，它不关心处理细节和请求的传递过程。
public abstract class AbstractHandler {
/**
* 下一关用当前抽象类来接收
*/
protected AbstractHandler next;
public void setNext(AbstractHandler next) {
this.next = next;
}
public abstract int handler();
}
public class FirstPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 80;
}
@Override
public int handler(){
System.out.println("第一关-->FirstPassHandler");
int score = play();
if(score >= 80){
//分数>=80 并且存在下一关才进入下一关
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class SecondPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 90;
}
public int handler(){
System.out.println("第二关-->SecondPassHandler");
int score = play();
if(score >= 90){
//分数>=90 并且存在下一关才进入下一关
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class ThirdPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 95;
}
public int handler(){
System.out.println("第三关-->ThirdPassHandler");
int score = play();
if(score >= 95){
//分数>=95 并且存在下一关才进入下一关
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关
// 和上面没有更改的客户端代码相比，只有这里的set方法发生变化，其他都是一样的
firstPassHandler.setNext(secondPassHandler);//第一关的下一关是第二关
secondPassHandler.setNext(thirdPassHandler);//第二关的下一关是第三关
//说明：因为第三关是最后一关，因此没有下一关
//从第一个关卡开始
firstPassHandler.handler();
}
}
| 责任链工厂改造
public enum GatewayEnum {
// handlerId, 拦截者名称，全限定类名，preHandlerId，nextHandlerId
API_HANDLER(new GatewayEntity(1, "api接口限流", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.ApiLimitGatewayHandler", null, 2)),
BLACKLIST_HANDLER(new GatewayEntity(2, "黑名单拦截", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.BlacklistGatewayHandler", 1, 3)),
SESSION_HANDLER(new GatewayEntity(3, "用户会话拦截", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.SessionGatewayHandler", 2, null)),
;
GatewayEntity gatewayEntity;
public GatewayEntity getGatewayEntity() {
return gatewayEntity;
}
GatewayEnum(GatewayEntity gatewayEntity) {
this.gatewayEntity = gatewayEntity;
}
}
public class GatewayEntity {
private String name;
private String conference;
private Integer handlerId;
private Integer preHandlerId;
private Integer nextHandlerId;
}
public interface GatewayDao {
/**
* 根据 handlerId 获取配置项
* @param handlerId
* @return
*/
GatewayEntity getGatewayEntity(Integer handlerId);
/**
* 获取第一个处理者
* @return
*/
GatewayEntity getFirstGatewayEntity();
}
public class GatewayImpl implements GatewayDao {
/**
* 初始化，将枚举中配置的handler初始化到map中，方便获取
*/
private static Map<Integer, GatewayEntity> gatewayEntityMap = new HashMap<>();
static {
GatewayEnum[] values = GatewayEnum.values();
for (GatewayEnum value : values) {
GatewayEntity gatewayEntity = value.getGatewayEntity();
gatewayEntityMap.put(gatewayEntity.getHandlerId(), gatewayEntity);
}
}
@Override
public GatewayEntity getGatewayEntity(Integer handlerId) {
return gatewayEntityMap.get(handlerId);
}
@Override
public GatewayEntity getFirstGatewayEntity() {
for (Map.Entry<Integer, GatewayEntity> entry : gatewayEntityMap.entrySet()) {
GatewayEntity value = entry.getValue();
// 没有上一个handler的就是第一个
if (value.getPreHandlerId() == null) {
return value;
}
}
return null;
}
}
public class GatewayHandlerEnumFactory {
private static GatewayDao gatewayDao = new GatewayImpl();
// 提供静态方法，获取第一个handler
public static GatewayHandler getFirstGatewayHandler() {
GatewayEntity firstGatewayEntity = gatewayDao.getFirstGatewayEntity();
GatewayHandler firstGatewayHandler = newGatewayHandler(firstGatewayEntity);
if (firstGatewayHandler == null) {
return null;
}
GatewayEntity tempGatewayEntity = firstGatewayEntity;
Integer nextHandlerId = null;
GatewayHandler tempGatewayHandler = firstGatewayHandler;
// 迭代遍历所有handler，以及将它们链接起来
while ((nextHandlerId = tempGatewayEntity.getNextHandlerId()) != null) {
GatewayEntity gatewayEntity = gatewayDao.getGatewayEntity(nextHandlerId);
GatewayHandler gatewayHandler = newGatewayHandler(gatewayEntity);
tempGatewayHandler.setNext(gatewayHandler);
tempGatewayHandler = gatewayHandler;
tempGatewayEntity = gatewayEntity;
}
// 返回第一个handler
return firstGatewayHandler;
}
/**
* 反射实体化具体的处理者
* @param firstGatewayEntity
* @return
*/
private static GatewayHandler newGatewayHandler(GatewayEntity firstGatewayEntity) {
// 获取全限定类名
String className = firstGatewayEntity.getConference();
try {
// 根据全限定类名，加载并初始化该类，即会初始化该类的静态段
Class<?> clazz = Class.forName(className);
return (GatewayHandler) clazz.newInstance();
} catch (ClassNotFoundException | IllegalAccessException | InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
public class GetewayClient {
public static void main(String[] args) {
GetewayHandler firstGetewayHandler = GetewayHandlerEnumFactory.getFirstGetewayHandler();
firstGetewayHandler.service();
}
}
结语
设计模式有很多，责任链只是其中的一种，我觉得很有意思，非常值得一学。设计模式确实是一门艺术，仍需努力呀！
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