java设计模式解析(11) Chain责任链模式

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java设计模式解析(11)  Chain责任链模式

 主要内容

1、简述

2、实现代码(Talk is cheap，Show me the code)

3、注意点

1、简述

Chain责任链模式在《设计模式之禅》定义： 使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条线，并沿着这条链传递该请求，直至有对象处理它为止。

责任链的核心在“链”，由“链”上所有的成员去处理请求并返回结果。 类图中各个角色定义如下：

• Client：客户端向发起请求，责任链对客户端透明
• Handler：责任链抽象类，负责定义处理逻辑以及组装责任链机制
• ConcreteHandler：责任链中的链由多个ConcreteHandler组装而成

结合上述给伪码：

==> Handler类

 public abstract class Handler {
     private Handler nextHandler ;

     public final Response handlerMessage(Request request){
         Response response = null ;
         // 符合自己处理
         if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())){
             response = this.echo(request) ;
         }
         // 交由其他人处理
         else if (nextHandler != null) {
             response = nextHandler.handlerMessage(request) ;
         }
         return response ;
     }

     // 组装责任链
     public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
         this.nextHandler = nextHandler;
     }

     // 模版方法 由具体的责任链实现者定义
     protected abstract Level getHandlerLevel();
     protected abstract Response echo(Request request);
 }

==> ConcreteHandler1、ConcreteHandler2、ConcreteHandler3三个类代码类似，都是实际责任链一员且通过继承Handler只需要实现自己的逻辑部分。

 public class ConcreteHandler1 extends Handler {
     @Override
     protected Level getHandlerLevel() {
         return null;
     }

     @Override
     protected Response echo(Request request) {
         return null;
     }
 }

==> Client客户端发起请求 此时包含了责任链的组装和调用 实际可以增加代理简化Client操作

 public class Client {
     public static void main(String[] args) {

         // 组装责任链
         ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1() ;
         ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2() ;
         ConcreteHandler3 handler3 = new ConcreteHandler3() ;
         handler1.setNextHandler(handler2);
         handler2.setNextHandler(handler3);

         // 发起调用
         Response response = handler1.handlerMessage(new Request()) ;
     }

以上伪码显示责任链模式基本代码实现，然后实际会依据情况有很多变化。如每个链条只处理部分数据并交由后链条执行，直至责任链的终止，甚至可以没有任何返回结果，接下来小节将展示一个自动组装的责任链demo。

2、实现代码(Talk is cheap，Show me the code)

根据责任链模式设计细想，在服务提供的前置增加一个责任链，以完成参数校验、签名、日志、监控、追踪等通用的任务。对于客户端完全透明，对于服务端利用JAVA SPI机制(DUBBO SPI思想)灵活组装配置责任链，而如果结合上强大的spring Bean容器，很容易完成服务框架的定制工作。

下面demo示例：

• Chain: 基本责任链中的链条定义
• ChainHandler：负责责任链的组装和调用逻辑
• ChainLoader：利用JAVA SPI机制，加载具体责任链实现

 public interface Process<T> {
     T doProcess() ;
 }

Process.java

 package com.nancy.chain.auto;

 public interface Chain {
     int HIGHEST_ORDER = Integer.MIN_VALUE ;
     int LOWEREST_ORDER = Integer.MAX_VALUE  ;

     /**
      * 处理逻辑
      * @param chainHandler 责任链组装
      * @param pos 下一个触发下标
      * @param process 实际处理逻辑
      * @return T 返回结果
      */
     <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) ;

     /**
      * 配置等级 越高优先级(越小) 越优先触发
      * @param
      * @return
      */
     default Integer getOrder() {
         return HIGHEST_ORDER ;
     }

 }

Chain.java

 public abstract class AbstractChain implements Chain, Cloneable {

 }

AbstractChain.java

 public class ChainHandler extends AbstractChain {

     private List<Chain> chains ;

     public ChainHandler(List<Chain> chains){
         this.chains = chains ;
         chains.sort(Comparator.comparingInt(Chain::getOrder));
     }

     private boolean hasNext(int pos){
         return chains.size()-1 >= pos ;
     }

     public List<Chain> getChains() {
         return chains;
     }

     public void setChains(List<Chain> chains) {
         this.chains = chains;
     }

     @Override
     public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
         if(hasNext(pos)) return chainHandler.getChains().get(pos).doChain(chainHandler, ++pos, process);
         return process.doProcess();
     }
 }

ChainHandler.java

 public class ChainLoader {

     public static List<Chain> loadChain(){
         List<Chain> chains = new ArrayList<>() ;
         ServiceLoader<Chain> serviceLoader = ServiceLoader.load(Chain.class);
         serviceLoader.forEach(chains::add);
         return chains ;
     }
 }

ChainLoader.java

 package com.nancy.chain.auto.impl;

 import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
 import com.nancy.chain.auto.Chain;
 import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
 import com.nancy.chain.auto.Process;
 import java.util.List;

 public class HelloChain extends AbstractChain {

     @Override
     public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
         System.out.println("HelloChain被触发了");
         return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
     }

     @Override
     public Integer getOrder() {
         return LOWEREST_ORDER-1 ;
     }

 }

 package com.nancy.chain.auto.impl;
 import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
 import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
 import com.nancy.chain.auto.Process;

 public class LogChain extends AbstractChain {

     @Override
     public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
         System.out.println("LogChain被触发了");
         return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
     }

     @Override
     public Integer getOrder() {
         return LOWEREST_ORDER ;
     }

 }

链条

JAVA SPI机制中的文件： META-INF/services/

com.nancy.chain.auto.impl.HelloChain
com.nancy.chain.auto.impl.LogChain

触发责任链：

package com.nancy.chain.auto;
import com.nancy.chain.auto.spi.ChainLoader;
import java.util.List;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 加载实现类
        List<Chain> chains = ChainLoader.loadChain() ;

        // 触发
        ChainHandler handler = new ChainHandler(chains) ;
        Object res = handler.doChain(handler, 0, (Process<Object>) () -> 100) ;

        // 结果
        System.out.println("结果" + res);
    }
}

结果：

HelloChain被触发了
LogChain被触发了
结果100

3、注意点

• 责任链模式会依据情况有很多变化。可以只由某个“链条”处理请求，或者每个链条只处理部分数据并交由后链条执行，直至责任链的终止。可以有结果返回或者没有任何返回结果。
• 责任链模式可以解耦客户端和服务端，方便进行逻辑叠加。与观察者模式最大不同在于前者观察者是相互对等，之间没有影响。而后者由链条串联成线，链条之间可以建立起逻辑关系，完成某个功能。
• 责任链模式当“链条”很长的时候会存在很大性能问题，设计之初应该考虑长度问题，长度限制在一定范围内。 而责任链之间大多具有逻辑关系，不适用类似观察者模式用异步线程处理的方式。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

触发责任链：

[Chùfā zérèn liàn:]

Trigger chain of responsibility:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prototype原型模式

[Prototype yuánxíng móshì]

Prototype prototype model