23种设计模式-责任链(Chain of Responsibility)设计模式

责任链设计模式

🚩什么是责任链设计模式?

责任链设计模式(Chain of Responsibility Pattern) 是一种 行为型设计模式,它允许多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递请求,直到有一个对象处理它为止。

使用场景

  • 当需要 多个对象可以处理同一个请求,但具体由哪个对象处理在运行时动态决定时

  • 当需要 在不明确指定接收者的情况下向多个对象中的一个提交请求

  • 当需要 动态指定一组对象处理请求 时(如审批流程、异常处理等)

🚩责任链设计模式的特点

  • 解耦请求发送者和接收者:发送者无需知道具体由哪个对象处理请求

  • 动态组合处理链:可以动态地添加或修改处理请求的责任链

  • 灵活性高:可以灵活地分配责任或改变处理顺序

  • 多种处理方式:请求可以被链中的某个对象处理,也可以不被任何对象处理

🚩责任链设计模式的结构

责任链模式主要包含以下部分:

  • Handler(抽象处理者):定义处理请求的接口,通常包含设置下一个处理者的方法和处理请求的方法

  • ConcreteHandler(具体处理者):实现处理请求的具体逻辑,如果不能处理则转发给下一个处理者

  • Client(客户端):创建处理链并向链头的处理者提交请求

图例:

🚩责任链设计模式的优缺点

✅ 优点

  • 降低耦合度:请求发送者只需知道链中的第一个处理者

  • 增强灵活性:可以动态地增加或修改处理链

  • 简化对象间的连接:每个处理者只需保持一个指向其后继者的引用

  • 分配责任更灵活:可以自由分配责任或改变责任顺序

❌ 缺点

  • 请求可能不被处理:如果没有处理者能够处理请求,它可能会到达链的末端并被丢弃

  • 性能问题:较长的责任链可能会影响性能,特别是在链的末端才找到处理者时

  • 调试困难:请求的传递过程可能比较复杂,不容易调试

🚩责任链设计模式的Java实现

代码地址:GitHub

  • 创建 抽象主题 Handler接口
java 复制代码
/**
 * @author hanson.huang
 * @version V1.0
 * @ClassName Handler
 * @Description 抽象类定义了处理请求的接口和设置下一个处理者的方法
 * @date 2025/3/25 15:45
 **/
public abstract class Handler {
    protected Handler next;

    public void setNext(Handler next) {
        this.next = next;
    }

    public abstract void HandlerRequest(int request);
}
  • 创建三个具体的处理者,实现自己的逻辑

    • FuDaoYuan处理者
    java 复制代码
    /**
     * @author hanson.huang
     * @version V1.0
     * @ClassName FuDaoYuan
     * @Description FuDaoYuan处理者
     * @date 2025/3/25 15:47
     **/
    public class FuDaoYuan extends Handler { // <= 7 审批
    
        @Override
        public void HandlerRequest(int request) {
            if (request <= 7) {
                System.out.println("辅导员审批通过");
            } else {
                if (next != null) {
                    next.HandlerRequest(request);
                } else {
                    System.out.println("无法审批");
                }
            }
        }
    }
    • YuanZhang处理者
    java 复制代码
    /**
     * @author hanson.huang
     * @version V1.0
     * @ClassName YuanZhang
     * @Description YuanZhang处理者
     * @date 2025/3/25 15:51
     **/
    public class YuanZhang extends Handler {
    
        @Override
        public void HandlerRequest(int request) {
            if (request <= 15) {
                System.out.println("院长审批通过");
            } else {
                if (next != null) {
                    next.HandlerRequest(request);
                } else {
                    System.out.println("无法审批");
                }
            }
        }
    }
    • XiaoZhang处理者
    java 复制代码
    /**
     * @author hanson.huang
     * @version V1.0
     * @ClassName XiaoZhang
     * @Description XiaoZhang处理者
     * @date 2025/3/25 15:52
     **/
    public class XiaoZhang extends Handler {
    
        @Override
        public void HandlerRequest(int request) {
            if (request <= 30) {
                System.out.println("校长审批通过");
            } else {
                if (next != null) {
                    next.HandlerRequest(request);
                } else {
                    System.out.println("无法审批");
                }
            }
        }
    }
  • 测试责任链模式

java 复制代码
/**
 * @author hanson.huang
 * @version V1.0
 * @ClassName ChainOfResponsibilityPattern
 * @Description 测试责任链模式
 * @date 2025/3/25 15:54
 **/
public class ChainOfResponsibilityPattern {
    public static void main(String[] args) {
        FuDaoYuan fuDaoYuan = new FuDaoYuan();
        YuanZhang yuanZhang = new YuanZhang();
        XiaoZhang xiaoZhang = new XiaoZhang();

        fuDaoYuan.setNext(yuanZhang);
        yuanZhang.setNext(xiaoZhang);

        fuDaoYuan.HandlerRequest(31);
        fuDaoYuan.HandlerRequest(25);
    }
}

📌 运行结果

传入31时,显示无法审批

传入25时,校长审批通过

🚩代码总结

  • Handler 抽象类定义了处理请求的接口和设置下一个处理者的方法

  • FuDaoYuanYuanZhangXiaoZhang 是具体的处理者,实现了自己的处理逻辑

  • ChainOfResponsibilityPattern 类构建了处理链并触发请求

  • 每个处理者如果不能处理当前请求,会将请求传递给链中的下一个处理者

🚩总结

  • 责任链设计模式 通过构建一条处理链来解耦请求发送者和接收者

  • 核心是 让多个对象都有机会处理请求,避免请求发送者与接收者之间的耦合

  • 适用于 多级审批、异常处理、事件传递 等场景

✅ Java源码中的应用场景:

  1. Java Servlet中的FilterChain

    • javax.servlet.FilterChain

    • 多个Filter组成责任链处理HTTP请求

  2. Java异常处理机制:

    • 异常在调用栈中向上传播的过程就是责任链模式的应用
  3. Spring Security的过滤器链:

    • 多个安全过滤器组成责任链处理安全相关逻辑
  4. Netty的ChannelPipeline:

    • 处理器链处理网络事件
  5. AWT/Swing事件处理:

    • 事件在组件层次结构中的传播
  6. Log4j/Logback日志框架:

    • 日志级别过滤和处理的链式结构

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