責(zé)任鏈設(shè)計(jì)模式詳解

什么是責(zé)任鏈

使用場(chǎng)景

反例

初步改造

缺點(diǎn)

責(zé)任鏈改造

責(zé)任鏈工廠改造

結(jié)語

最近，我讓團(tuán)隊(duì)內(nèi)一位成員寫了一個(gè)導(dǎo)入功能。他使用了責(zé)任鏈模式，代碼堆的非常多，bug 也多，沒有達(dá)到我預(yù)期的效果。

實(shí)際上，針對(duì)導(dǎo)入功能，我認(rèn)為模版方法更合適！為此，隔壁團(tuán)隊(duì)也拿出我們的案例，進(jìn)行了集體 code review。

學(xué)好設(shè)計(jì)模式，且不要為了練習(xí)，強(qiáng)行使用！讓原本 100 行就能實(shí)現(xiàn)的功能，寫了 3000 行！對(duì)錯(cuò)暫且不論，我們先一起看看責(zé)任鏈設(shè)計(jì)模式吧！

什么是責(zé)任鏈

責(zé)任鏈模式是一種行為設(shè)計(jì)模式， 允許你將請(qǐng)求沿著處理者鏈進(jìn)行發(fā)送。收到請(qǐng)求后， 每個(gè)處理者均可對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理， 或?qū)⑵鋫鬟f給鏈上的下個(gè)處理者。

基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng) + 用戶小程序，支持 RBAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限、多租戶、數(shù)據(jù)權(quán)限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能

項(xiàng)目地址：https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro

視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

使用場(chǎng)景

責(zé)任鏈的使用場(chǎng)景還是比較多的：

多條件流程判斷：權(quán)限控制

ERP 系統(tǒng)流程審批：總經(jīng)理、人事經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理

Java 過濾器的底層實(shí)現(xiàn) Filter

如果不使用該設(shè)計(jì)模式，那么當(dāng)需求有所改變時(shí)，就會(huì)使得代碼臃腫或者難以維護(hù)，例如下面的例子。

反例

假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)闖關(guān)游戲，進(jìn)入下一關(guān)的條件是上一關(guān)的分?jǐn)?shù)要高于 xx：

游戲一共 3 個(gè)關(guān)卡

進(jìn)入第二關(guān)需要第一關(guān)的游戲得分大于等于 80

進(jìn)入第三關(guān)需要第二關(guān)的游戲得分大于等于 90

那么代碼可以這樣寫：

//第一關(guān)
publicclassFirstPassHandler{
publicinthandler(){
System.out.println("第一關(guān)-->FirstPassHandler");
return80;
}
}

//第二關(guān)
publicclassSecondPassHandler{
publicinthandler(){
System.out.println("第二關(guān)-->SecondPassHandler");
return90;
}
}


//第三關(guān)
publicclassThirdPassHandler{
publicinthandler(){
System.out.println("第三關(guān)-->ThirdPassHandler，這是最后一關(guān)啦");
return95;
}
}


//客戶端
publicclassHandlerClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){

FirstPassHandlerfirstPassHandler=newFirstPassHandler();//第一關(guān)
SecondPassHandlersecondPassHandler=newSecondPassHandler();//第二關(guān)
ThirdPassHandlerthirdPassHandler=newThirdPassHandler();//第三關(guān)

intfirstScore=firstPassHandler.handler();
//第一關(guān)的分?jǐn)?shù)大于等于80則進(jìn)入第二關(guān)
if(firstScore>=80){
intsecondScore=secondPassHandler.handler();
//第二關(guān)的分?jǐn)?shù)大于等于90則進(jìn)入第二關(guān)
if(secondScore>=90){
thirdPassHandler.handler();
}
}
}
}

那么如果這個(gè)游戲有 100 關(guān)，我們的代碼很可能就會(huì)寫成這個(gè)樣子：

if(第1關(guān)通過){
//第2關(guān)游戲
if(第2關(guān)通過){
//第3關(guān)游戲
if(第3關(guān)通過){
//第4關(guān)游戲
if(第4關(guān)通過){
//第5關(guān)游戲
if(第5關(guān)通過){
//第6關(guān)游戲
if(第6關(guān)通過){
//...
}
}
}
}
}
}

這種代碼不僅冗余，并且當(dāng)我們要將某兩關(guān)進(jìn)行調(diào)整時(shí)會(huì)對(duì)代碼非常大的改動(dòng)，這種操作的風(fēng)險(xiǎn)是很高的，因此，該寫法非常糟糕。

初步改造

如何解決這個(gè)問題，我們可以通過鏈表將每一關(guān)連接起來，形成責(zé)任鏈的方式，第一關(guān)通過后是第二關(guān)，第二關(guān)通過后是第三關(guān)....

這樣客戶端就不需要進(jìn)行多重 if 的判斷了：

publicclassFirstPassHandler{
/**
*第一關(guān)的下一關(guān)是第二關(guān)
*/
privateSecondPassHandlersecondPassHandler;

publicvoidsetSecondPassHandler(SecondPassHandlersecondPassHandler){
this.secondPassHandler=secondPassHandler;
}

//本關(guān)卡游戲得分
privateintplay(){
return80;
}

publicinthandler(){
System.out.println("第一關(guān)-->FirstPassHandler");
if(play()>=80){
//分?jǐn)?shù)>=80并且存在下一關(guān)才進(jìn)入下一關(guān)
if(this.secondPassHandler!=null){
returnthis.secondPassHandler.handler();
}
}

return80;
}
}

publicclassSecondPassHandler{

/**
*第二關(guān)的下一關(guān)是第三關(guān)
*/
privateThirdPassHandlerthirdPassHandler;

publicvoidsetThirdPassHandler(ThirdPassHandlerthirdPassHandler){
this.thirdPassHandler=thirdPassHandler;
}

//本關(guān)卡游戲得分
privateintplay(){
return90;
}

publicinthandler(){
System.out.println("第二關(guān)-->SecondPassHandler");

if(play()>=90){
//分?jǐn)?shù)>=90并且存在下一關(guān)才進(jìn)入下一關(guān)
if(this.thirdPassHandler!=null){
returnthis.thirdPassHandler.handler();
}
}

return90;
}
}

publicclassThirdPassHandler{

//本關(guān)卡游戲得分
privateintplay(){
return95;
}

/**
*這是最后一關(guān)，因此沒有下一關(guān)
*/
publicinthandler(){
System.out.println("第三關(guān)-->ThirdPassHandler，這是最后一關(guān)啦");
returnplay();
}
}

publicclassHandlerClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){

FirstPassHandlerfirstPassHandler=newFirstPassHandler();//第一關(guān)
SecondPassHandlersecondPassHandler=newSecondPassHandler();//第二關(guān)
ThirdPassHandlerthirdPassHandler=newThirdPassHandler();//第三關(guān)

firstPassHandler.setSecondPassHandler(secondPassHandler);//第一關(guān)的下一關(guān)是第二關(guān)
secondPassHandler.setThirdPassHandler(thirdPassHandler);//第二關(guān)的下一關(guān)是第三關(guān)

//說明：因?yàn)榈谌P(guān)是最后一關(guān)，因此沒有下一關(guān)
//開始調(diào)用第一關(guān)每一個(gè)關(guān)卡是否進(jìn)入下一關(guān)卡在每個(gè)關(guān)卡中判斷
firstPassHandler.handler();

}
}

缺點(diǎn)

現(xiàn)有模式的缺點(diǎn)：

每個(gè)關(guān)卡中都有下一關(guān)的成員變量并且是不一樣的，形成鏈很不方便

代碼的擴(kuò)展性非常不好

責(zé)任鏈改造

既然每個(gè)關(guān)卡中都有下一關(guān)的成員變量并且是不一樣的，那么我們可以在關(guān)卡上抽象出一個(gè)父類或者接口，然后每個(gè)具體的關(guān)卡去繼承或者實(shí)現(xiàn)。

有了思路，我們先來簡(jiǎn)單介紹一下責(zé)任鏈設(shè)計(jì)模式的基本組成：

抽象處理者（Handler）角色： 定義一個(gè)處理請(qǐng)求的接口，包含抽象處理方法和一個(gè)后繼連接。

具體處理者（Concrete Handler）角色： 實(shí)現(xiàn)抽象處理者的處理方法，判斷能否處理本次請(qǐng)求，如果可以處理請(qǐng)求則處理，否則將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)給它的后繼者。

客戶類（Client）角色： 創(chuàng)建處理鏈，并向鏈頭的具體處理者對(duì)象提交請(qǐng)求，它不關(guān)心處理細(xì)節(jié)和請(qǐng)求的傳遞過程。

publicabstractclassAbstractHandler{

/**
*下一關(guān)用當(dāng)前抽象類來接收
*/
protectedAbstractHandlernext;

publicvoidsetNext(AbstractHandlernext){
this.next=next;
}

publicabstractinthandler();
}

publicclassFirstPassHandlerextendsAbstractHandler{

privateintplay(){
return80;
}

@Override
publicinthandler(){
System.out.println("第一關(guān)-->FirstPassHandler");
intscore=play();
if(score>=80){
//分?jǐn)?shù)>=80并且存在下一關(guān)才進(jìn)入下一關(guān)
if(this.next!=null){
returnthis.next.handler();
}
}
returnscore;
}
}

publicclassSecondPassHandlerextendsAbstractHandler{

privateintplay(){
return90;
}

publicinthandler(){
System.out.println("第二關(guān)-->SecondPassHandler");

intscore=play();
if(score>=90){
//分?jǐn)?shù)>=90并且存在下一關(guān)才進(jìn)入下一關(guān)
if(this.next!=null){
returnthis.next.handler();
}
}

returnscore;
}
}

publicclassThirdPassHandlerextendsAbstractHandler{

privateintplay(){
return95;
}

publicinthandler(){
System.out.println("第三關(guān)-->ThirdPassHandler");
intscore=play();
if(score>=95){
//分?jǐn)?shù)>=95并且存在下一關(guān)才進(jìn)入下一關(guān)
if(this.next!=null){
returnthis.next.handler();
}
}
returnscore;
}
}

publicclassHandlerClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){

FirstPassHandlerfirstPassHandler=newFirstPassHandler();//第一關(guān)
SecondPassHandlersecondPassHandler=newSecondPassHandler();//第二關(guān)
ThirdPassHandlerthirdPassHandler=newThirdPassHandler();//第三關(guān)

//和上面沒有更改的客戶端代碼相比，只有這里的set方法發(fā)生變化，其他都是一樣的
firstPassHandler.setNext(secondPassHandler);//第一關(guān)的下一關(guān)是第二關(guān)
secondPassHandler.setNext(thirdPassHandler);//第二關(guān)的下一關(guān)是第三關(guān)

//說明：因?yàn)榈谌P(guān)是最后一關(guān)，因此沒有下一關(guān)

//從第一個(gè)關(guān)卡開始
firstPassHandler.handler();

}
}

責(zé)任鏈工廠改造

對(duì)于上面的請(qǐng)求鏈，我們也可以把這個(gè)關(guān)系維護(hù)到配置文件中或者一個(gè)枚舉中。我將使用枚舉來教會(huì)大家怎么動(dòng)態(tài)的配置請(qǐng)求鏈并且將每個(gè)請(qǐng)求者形成一條調(diào)用鏈。

publicenumGatewayEnum{
//handlerId,攔截者名稱，全限定類名，preHandlerId，nextHandlerId
API_HANDLER(newGatewayEntity(1,"api接口限流","cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.ApiLimitGatewayHandler",null,2)),
BLACKLIST_HANDLER(newGatewayEntity(2,"黑名單攔截","cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.BlacklistGatewayHandler",1,3)),
SESSION_HANDLER(newGatewayEntity(3,"用戶會(huì)話攔截","cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.SessionGatewayHandler",2,null)),
;

GatewayEntitygatewayEntity;

publicGatewayEntitygetGatewayEntity(){
returngatewayEntity;
}

GatewayEnum(GatewayEntitygatewayEntity){
this.gatewayEntity=gatewayEntity;
}
}

publicclassGatewayEntity{

privateStringname;

privateStringconference;

privateIntegerhandlerId;

privateIntegerpreHandlerId;

privateIntegernextHandlerId;
}


publicinterfaceGatewayDao{

/**
*根據(jù)handlerId獲取配置項(xiàng)
*@paramhandlerId
*@return
*/
GatewayEntitygetGatewayEntity(IntegerhandlerId);

/**
*獲取第一個(gè)處理者
*@return
*/
GatewayEntitygetFirstGatewayEntity();
}

publicclassGatewayImplimplementsGatewayDao{

/**
*初始化，將枚舉中配置的handler初始化到map中，方便獲取
*/
privatestaticMapgatewayEntityMap=newHashMap<>();

static{
GatewayEnum[]values=GatewayEnum.values();
for(GatewayEnumvalue:values){
GatewayEntitygatewayEntity=value.getGatewayEntity();
gatewayEntityMap.put(gatewayEntity.getHandlerId(),gatewayEntity);
}
}

@Override
publicGatewayEntitygetGatewayEntity(IntegerhandlerId){
returngatewayEntityMap.get(handlerId);
}

@Override
publicGatewayEntitygetFirstGatewayEntity(){
for(Map.Entryentry:gatewayEntityMap.entrySet()){
GatewayEntityvalue=entry.getValue();
//沒有上一個(gè)handler的就是第一個(gè)
if(value.getPreHandlerId()==null){
returnvalue;
}
}
returnnull;
}
}

publicclassGatewayHandlerEnumFactory{

privatestaticGatewayDaogatewayDao=newGatewayImpl();

//提供靜態(tài)方法，獲取第一個(gè)handler
publicstaticGatewayHandlergetFirstGatewayHandler(){

GatewayEntityfirstGatewayEntity=gatewayDao.getFirstGatewayEntity();
GatewayHandlerfirstGatewayHandler=newGatewayHandler(firstGatewayEntity);
if(firstGatewayHandler==null){
returnnull;
}

GatewayEntitytempGatewayEntity=firstGatewayEntity;
IntegernextHandlerId=null;
GatewayHandlertempGatewayHandler=firstGatewayHandler;
//迭代遍歷所有handler，以及將它們鏈接起來
while((nextHandlerId=tempGatewayEntity.getNextHandlerId())!=null){
GatewayEntitygatewayEntity=gatewayDao.getGatewayEntity(nextHandlerId);
GatewayHandlergatewayHandler=newGatewayHandler(gatewayEntity);
tempGatewayHandler.setNext(gatewayHandler);
tempGatewayHandler=gatewayHandler;
tempGatewayEntity=gatewayEntity;
}
//返回第一個(gè)handler
returnfirstGatewayHandler;
}

/**
*反射實(shí)體化具體的處理者
*@paramfirstGatewayEntity
*@return
*/
privatestaticGatewayHandlernewGatewayHandler(GatewayEntityfirstGatewayEntity){
//獲取全限定類名
StringclassName=firstGatewayEntity.getConference();
try{
//根據(jù)全限定類名，加載并初始化該類，即會(huì)初始化該類的靜態(tài)段
Classclazz=Class.forName(className);
return(GatewayHandler)clazz.newInstance();
}catch(ClassNotFoundException|IllegalAccessException|InstantiationExceptione){
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}


}

publicclassGetewayClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){
GetewayHandlerfirstGetewayHandler=GetewayHandlerEnumFactory.getFirstGetewayHandler();
firstGetewayHandler.service();
}
}

基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng) + 用戶小程序，支持 RBAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限、多租戶、數(shù)據(jù)權(quán)限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能

項(xiàng)目地址：https://github.com/YunaiV/yudao-cloud

視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

結(jié)語

設(shè)計(jì)模式有很多，責(zé)任鏈只是其中的一種，我覺得很有意思，非常值得一學(xué)。設(shè)計(jì)模式確實(shí)是一門藝術(shù)，仍需努力呀！