责任链模式(Chain Of Responsibility Design Pattern),也叫做职责链,是将请求的发送和接收解耦,让多个接收对象都有机会处理这个请求。当有请求发生时,可将请求沿着这条链传递,直到有对象处理它为止。

一、责任链模式介绍

其实在日常生活中,有不少使用责任链的场景。比如公司采购审批流程,需要各个部门领导的批准同意。在责任链模式中,客户端只需要将请求发送到责任链上,无须关心请求的处理细节和传递,请求会自动进行传递。

1.1 责任链模式的结构

责任链模式的结构大致如下所示:

  • abstract Handler:抽象处理者,定义一个处理请求的接口,内部包含抽象处理方法和后继具体处理者
  • Handler1、Handler2:具体处理者,具体实现抽象处理者的方法,并对请求做一些逻辑处理
  • Client:客户端,使用职责链模式

1.2 责任链模式的实现

根据上面的类图,可以实现如下代码:

/**
* @description: 抽象处理类
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public abstract class Handler { private Handler successor; public Handler getSuccessor() {
return successor;
} public void setSuccessor(Handler successor) {
this.successor = successor;
} /**
* 处理请求的抽象方法
* @param request 请求
*/
public abstract void handleRequest(String request);
}
/**
* @description: 具体处理者1
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Handler1 extends Handler{ private String handler; public Handler1(String handler) {
this.handler = handler;
} @Override
public void handleRequest(String request) {
if ("handler1".equals(request)) {
System.out.println("具体处理者handler1进行请求处理");
} else {
if (getSuccessor() != null) {
//如果指向下一个具体处理者
getSuccessor().handleRequest(request);
} else {
System.out.println("没有处理者进行处理");
}
}
}
}
/**
* @description: 具体处理者2
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Handler2 extends Handler{ private String handler; public Handler2(String handler) {
this.handler = handler;
} @Override
public void handleRequest(String request) {
if ("handler2".equals(request)) {
System.out.println("具体处理者handler2进行请求处理");
} else {
if (getSuccessor() != null) {
getSuccessor().handleRequest(request);
} else {
System.out.println("请求没有被任何处理者处理");
}
}
}
}
/**
* @description: 客户端类
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Handler handler1 = new Handler1("handler1");
Handler handler2 = new Handler2("handler2");
handler1.setSuccessor(handler2);
handler1.handleRequest("handler1");
handler1.handleRequest("handler2"); }
}

测试结果:

具体处理者handler1进行请求处理
具体处理者handler2进行请求处理

二、责任链模式的应用场景

职责链模式最常见的应用就是用来开发各种框架的过滤器和拦截器,比如Spring Interceptor和Servlet Filter

2.1 在Servlet Filter中的应用

Filter 可以实现对HTTP 请求的过滤功能,比如鉴权、限流、记录日志、验证参数等等。比如一些Servlet 容器(TomCat、Jetty等)就支持Filter的过滤功能。以TomCat 为例:

所以当Servlet 请求到来时,首先会经过Filter 处理,最后再到达Servlet实例。我这里选取的TomCat版本是SpringBoot自带的9.0,先来看看FilterChain 的接口:

public interface FilterChain {
//Filter具体实现
void doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws IOException, ServletException;
}

ApplicationFilterChain是责任链模式的具体实现类:

public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
private ApplicationFilterConfig[] filters = new ApplicationFilterConfig[0]; //Filter配置数组
private int pos = 0; //执行Filter的序号
private int n = 0; //目前Filter的个数
private Servlet servlet = null; public ApplicationFilterChain() {
} @Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException, ServletException {
//Filter 具体实现
//...
} public static ServletRequest getLastServicedRequest() {
return (ServletRequest)lastServicedRequest.get();
} public static ServletResponse getLastServicedResponse() {
return (ServletResponse)lastServicedResponse.get();
} void addFilter(ApplicationFilterConfig filterConfig) {
ApplicationFilterConfig[] newFilters = this.filters;
int var3 = newFilters.length; for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
ApplicationFilterConfig filter = newFilters[var4];
if (filter == filterConfig) {
return;
}
}
//增加Filter
if (this.n == this.filters.length) {
newFilters = new ApplicationFilterConfig[this.n + 10];
System.arraycopy(this.filters, 0, newFilters, 0, this.n);
this.filters = newFilters;
} this.filters[this.n++] = filterConfig;
}
}

2.2 在Spring Interceptor中的应用

和Servlet Filter类似,在Spring 中也有对应的过滤器 Interceptor。它是由Spring MVC 框架来实现,借一张来自《设计模式之美》的图片来说明:

客户端发送请求,首先会经过Servlet Filter,然后再经过Spring Interceptor,最后再到达具体的业务中。

和Filter一样,Interceptor 中也是基于责任链模式来实现的,与之相对的HandlerInterceptor是抽象处理接口:

public interface HandlerInterceptor {
default boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
return true;
} default void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception {
} default void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable Exception ex) throws Exception {
}
}

会有各种具体处理类的实现:

此外在其他框架中也存在着职责链模式的使用,比如Dubbo Filter、Netty ChannelPipeline等等

三、责任链模式实战

模拟在618大促期间的业务系统上线审批流程场景:

像是这些⼀线电商类的互联⽹公司,阿⾥、京东、拼多多等,在618期间都会做⼀些运营活动场景以及 提供的扩容备战,就像过年期间百度的红包⼀样。但是所有开发的这些系统都需要陆续的上线,因为临 近618有时候也有⼀些紧急的调整的需要上线,但为了保障线上系统的稳定性是尽可能的减少上线的, 也会相应的增强审批⼒度。就像⼀级响应、⼆级响应⼀样。

⽽这审批的过程在随着特定时间点会增加不同级别的负责⼈加⼊,每个⼈就像责任链模式中的每⼀个核 ⼼点。对于研发并不需要关⼼具体的审批流程处理细节,只需要知道这个上线更严格,级别也更 ⾼,但对于研发⼈员来说同样是点击相同的提审按钮,等待审核。

使用责任链模式可以将各个服务模块按照一、二、三级进行分离,每个级别可以像Filter一样用Successor下一个级别的方法进行调用。具体结构图如下(来自《重学Java设计模式》)

具体代码如下:


参考资料

《设计模式之美》

http://c.biancheng.net/view/4024.html

《重学Java设计模式》

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