设计模式详解（十八）——责任链模式

责任链模式简介

责任链模式定义
责任链模式是一种行为设计模式，它的本质在于解耦请求与处理，让请求在处理链中能进行传递与处理。在责任链模式中，多个对象依次处理同一个请求，每个对象都包含对下一个对象的引用。当一个对象处理完请求后，会将请求传递给下一个对象，直到所有对象都处理完毕。这样可以动态地决定请求的处理顺序，并且可以灵活地添加、移除或修改处理对象，而不影响客户端代码。责任链模式的关键在于，每个处理者都知道它的下一个处理者是谁，并且可以在必要时将请求传递给下一个处理者。责任链模式常用于需要按顺序处理请求、避免请求发送者和接收者直接耦合、以及动态指定处理对象的场景。

责任链模式包含以下角色：

1. 抽象处理者（Handler）：定义一个处理请求的接口，通常包含一个指向下一个处理者的引用。它的作用是提供一个统一的处理方法声明，以便在不同的具体处理者之间传递请求。还声明了由于某个条件的约束，责任链的当前处理者不能处理该请求，因此必须将请求传递给下一个处理者。
2. 具体处理者（Concrete Handler）：实现抽象处理者接口，并具体判断是否能够处理接收到的请求。如果能够处理，它会进行相应的处理操作；如果不能处理，它则将请求传递给链上的下一个处理者。
3. 客户端（Client）：创建并提交请求对象，构建责任链，并将请求发送到责任链的第一个处理者。客户类不关心请求的具体处理细节和传递过程，它只负责启动请求的处理流程。

责任链模式优缺点：
优点：

1. 解耦性：责任链模式将请求的发送者和接收者解耦，使得请求发送者无需知道请求的具体处理者，增强了系统的灵活性。
2. 可扩展性：可以动态地添加、移除或修改处理者，而不需要修改客户端代码，方便对系统进行扩展和维护，且满足开闭原则。
3. 提高了系统的灵活性：可以根据请求的内容动态地决定传递给哪个处理者，或者按照一定的顺序依次传递。
4. 简化对象：每个具体处理者只需关注自己的处理逻辑，以及如何将请求传递给下一个处理者，处理者之间是相互独立的，从而使得对象职责更加清晰，易于管理和维护。

缺点：

1. 请求处理不确定性：由于责任链是依次传递请求的，如果链中的某个处理者没有正确处理请求，也没有将其传递给下一个处理者，那么该请求可能会被忽略。
2. 性能影响：因为请求是依次传递的，所以链中的处理者数量越多，处理请求的时间就可能越长。特别是在链很长的情况下，性能问题会更加突出。
3. 调试困难：责任链模式中请求的处理流程是动态的，可能会增加调试的难度，特别是责任链较长时，需要仔细跟踪请求的处理路径。
4. 设计较复杂：在构建责任链时，需要确保每个处理者都知道其下一个处理者是谁，这增加了设计的复杂性。

使用场景

1. 多个对象可以处理同一个请求：当一个请求可以被多个对象处理时，可以使用责任链模式将这些对象组织成一个链，每个对象都有机会处理该请求。
2. 解耦请求的发送者和接收者：当客户端不需要知道请求的具体处理细节，只需要将请求发送到责任链上即可时，可以使用责任链模式来降低客户端与处理者的耦合度。
3. 动态组织链：当需要根据运行时条件动态地添加或删除处理者时，责任链模式提供了一种灵活的方式来组织处理者。
4. 扩展性要求较高：当系统需要支持多种不同的处理方式，并且希望能够方便地添加新的处理方式时，责任链模式可以帮助实现这种可扩展性。
5. 需要对请求进行分阶段处理：当一个请求需要经过多个阶段进行处理时，可以使用责任链模式将每个阶段的责任分配给不同的处理者。
6. 避免请求被单个对象阻塞：当一个请求的处理时间较长，不希望阻塞整个系统时，可以将请求的处理分散到多个对象中，使用责任链模式来实现异步处理。

以下举一个责任链模式的例子：
下面通过一个简单的例子来演示。
下面以公司员工请假审批流程为例。我们假设有组长，主管和老板。如果一位员工请假，需要根据请假日期，需要经过这三个人审批，但请假天数的不同就需要不同的审批者。

创建抽象处理者对象（Handler）

public abstract class Approver {
    Approver next;

    //设置下一个审批者
    public void setNext(Approver next) {
        this.next = next;
    }

    //审批请求
    public abstract void approve(Integer request);
}

创建三个具体处理者（Concrete Handler），分别对应组长，主管和老板

public class Leader extends Approver {

    @Override
    public void approve(Integer request) {
        if (request <= 1) {
            System.out.println("该员工请假" + request + "天，组长可以审批请假");
        } else {
            if (next != null) {
                System.out.println("请假天数过多，组长审批不了，交由上级领导审批");
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}

public class Supervisor extends Approver {

    @Override
    public void approve(Integer request) {
        if (request <= 3) {
            System.out.println("该员工请假" + request + "天，主管可以审批请假");
        } else {
            if (next != null) {
                System.out.println("请假天数过多，主管审批不了，交由上级领导审批");
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}

public class Boss extends Approver {

    @Override
    public void approve(Integer request) {
        if (request > 3) {
            System.out.println("该员工请假" + request + "天，老板可以审批请假");
        } else {
            if (next != null) {
                System.out.println("请假天数过多，老板审批不了，交由上级领导审批");
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}

创建客户端（Client）

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Approver leader = new Leader();
        Approver supervisor = new Supervisor();
        Approver boss = new Boss();

        //组织责任链
        leader.setNext(supervisor);
        supervisor.setNext(boss);

        //发起请求
        leader.approve(5);
    }
}

输出结果如下所示：

请假天数过多，组长审批不了，交由上级领导审批
请假天数过多，主管审批不了，交由上级领导审批
该员工请假5天，老板可以审批请假

在上述例子中，每个审批者对应一个Approver对象，组长、主管和老板分别继承自Approver类。每个Approver对象都有一个next属性，代表下一个审批者，这样就形成了一个责任链。在处理请求的时候，如果当前审批者可以处理请求，就处理请求；否则将请求传递给下一个审批者处理。
可以看到，在这个例子中，如果请假天数小于等于1天，组长就处理请求；如果请假天数小于等于3天，主管就处理请求；如果请假天数大于3天，老板就处理请求。如果当前审批者无法处理请求，就将请求传递给下一个审批者处理，直到所有审批者都处理完成。

总而言之：
责任链模式是一种行为型设计模式，它通过将请求的发送者和接收者解耦，允许多个对象有机会处理请求，从而提供了更大的灵活性和可扩展性。
在责任链模式中，请求沿着一个链传递，直到有一个对象处理它为止。这种模式定义了一个处理请求的接口，通常包含一个处理请求的方法和一个指向下一个处理者的引用。具体处理者实现这个接口，并定义了对请求的处理方式。客户端只需将请求发送到责任链上，无需关心请求的具体处理细节和传递过程。
责任链模式的优点是增加了系统的灵活性，允许动态组织链，支持多个对象处理请求，简化了对象的结构和职责。缺点是可能导致性能问题，调试困难，可能导致循环调用，且不保证请求一定会被处理。
责任链模式适用于多个对象可以处理同一个请求、解耦请求的发送者和接收者、动态组织链、扩展性要求较高、需要对请求进行分阶段处理以及避免请求被单个对象阻塞的场景。
总的来说，责任链模式提供了一种灵活的方式来处理请求，允许多个对象共同处理一个请求，同时保持系统的灵活性和可扩展性。但在使用时需要注意其潜在的性能问题和调试难度。

以上代码下载请点击该链接：https://github.com/Yarrow052/Java-package.git