Java 设计模式：责任链模式详解
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，它通过将请求沿着一条处理链传递，直到某个对象处理它为止，避免了请求发送者和接收者之间的直接耦合。本文将详细介绍责任链模式的定义、实现方式及其在 Java 中的应用。
1. 什么是责任链模式？
责任链模式的核心思想是：将多个处理对象组成一条链，请求沿着这条链传递，每个处理对象都有机会处理请求或将其传递给下一个对象。这种模式适用于需要动态分配职责或按顺序处理请求的场景。
模式结构
- 抽象处理者（Handler）：定义处理请求的接口，通常包含一个指向下一个处理者的引用。
- 具体处理者（Concrete Handler）：实现抽象处理者，决定是否处理请求，并可将请求传递给链中的下一个对象。
- 客户端（Client）：发起请求并将其发送到责任链的起点。
2. 实现责任链模式
以下是一个简单的 Java 示例，模拟一个请假审批流程：员工提交请假请求，根据天数不同，由不同级别的管理者审批。
2.1 定义抽象处理者
java
public abstract class LeaveHandler {
protected LeaveHandler nextHandler; // 指向下一个处理者
public void setNextHandler(LeaveHandler nextHandler) {
this.nextHandler = nextHandler;
}
// 处理请假请求
public abstract void handleRequest(LeaveRequest request);
}2.2 定义具体处理者
- 小组长（TeamLeader）：处理 1-3 天的请假。
- 经理（Manager）：处理 3-7 天的请假。
- 总监（Director）：处理 7 天以上的请假。
java
public class TeamLeader extends LeaveHandler {
@Override
public void handleRequest(LeaveRequest request) {
if (request.getDays() <= 3) {
System.out.println("小组长批准了 " + request.getName() + " 的 " + request.getDays() + " 天请假");
} else if (nextHandler != null) {
nextHandler.handleRequest(request); // 传递给下一个处理者
} else {
System.out.println("无人能处理该请求");
}
}
}
public class Manager extends LeaveHandler {
@Override
public void handleRequest(LeaveRequest request) {
if (request.getDays() <= 7) {
System.out.println("经理批准了 " + request.getName() + " 的 " + request.getDays() + " 天请假");
} else if (nextHandler != null) {
nextHandler.handleRequest(request);
} else {
System.out.println("无人能处理该请求");
}
}
}
public class Director extends LeaveHandler {
@Override
public void handleRequest(LeaveRequest request) {
if (request.getDays() > 7) {
System.out.println("总监批准了 " + request.getName() + " 的 " + request.getDays() + " 天请假");
} else if (nextHandler != null) {
nextHandler.handleRequest(request);
} else {
System.out.println("无人能处理该请求");
}
}
}2.3 定义请求类
java
public class LeaveRequest {
private String name; // 请假人姓名
private int days; // 请假天数
public LeaveRequest(String name, int days) {
this.name = name;
this.days = days;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getDays() {
return days;
}
}2.4 客户端使用
java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建处理者
LeaveHandler teamLeader = new TeamLeader();
LeaveHandler manager = new Manager();
LeaveHandler director = new Director();
// 构建责任链
teamLeader.setNextHandler(manager);
manager.setNextHandler(director);
// 提交请假请求
LeaveRequest request1 = new LeaveRequest("张三", 2);
LeaveRequest request2 = new LeaveRequest("李四", 5);
LeaveRequest request3 = new LeaveRequest("王五", 10);
teamLeader.handleRequest(request1);
teamLeader.handleRequest(request2);
teamLeader.handleRequest(request3);
}
}输出结果
小组长批准了 张三 的 2 天请假
经理批准了 李四 的 5 天请假
总监批准了 王五 的 10 天请假3. 责任链模式的优点与缺点
优点
- 解耦请求与处理：请求发送者无需知道具体由谁处理，降低了耦合度。
- 灵活性强：可以动态调整链的结构，添加或删除处理者。
- 职责分明：每个处理者只关注自己负责的部分，符合单一职责原则。
缺点
- 请求可能未被处理：如果链中没有合适的处理者，请求可能被忽略。
- 性能开销：链过长时，请求需要逐级传递，可能影响性能。
4. 实际应用场景
责任链模式在 Java 中有许多实际应用，以下是几个典型场景：
- Servlet 过滤器 ：在 Java Web 开发中，
FilterChain使用责任链模式，多个过滤器按顺序处理 HTTP 请求。 - 日志框架：如 SLF4J 或 Log4j，日志级别通过责任链分发到不同处理器。
- 审批流程：如本文示例的请假审批，适用于多级审核的业务逻辑。
示例：Servlet Filter 中的责任链
java
public class AuthFilter implements Filter {
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {
// 权限校验
System.out.println("AuthFilter: 检查用户权限");
// 传递给下一个过滤器
chain.doFilter(request, response);
}
}5. 与其他模式的区别
- 与命令模式：责任链关注请求的传递和处理，命令模式关注请求的封装和执行。
- 与装饰者模式：装饰者模式增强对象功能，责任链模式分配职责。
6. 总结
责任链模式是一种优雅的解决方案，适用于需要按顺序处理请求或动态分配职责的场景。通过将处理对象组织成链状结构，它不仅降低了系统的耦合度，还提高了灵活性。在 Java 中，责任链模式广泛应用于框架设计和业务逻辑实现，值得开发者深入掌握。
希望这篇博文能帮助你理解责任链模式的精髓！如果有其他设计模式相关问题，欢迎留言讨论。