设计模式之职责链
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了设计模式之职责链相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
职责链（Chain of Responsibility）模式属于23种设计模式之一，职责链也称为责任链，《Design pattern: the basis of reusable object-oriented software》（以下简称DP）一书中是这样描述职责链的：职责链模式使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求发送者和接收者之间的耦合关系。将这个对象连成一条链，并沿这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。
DP中对职责链模式的定义稍微不是那么的好理解，简单来说就是将能够处理用户请求的对象都串成一条链，然后将用户的请求放进这条链里，这个请求就可以在链中的对象之间传递，一直传递到能够处理它的对象上为止。
可能这么说还不太好理解，我们可以举个生活中的例子，例如员工申请加薪。我们都知道普通员工想要申请加薪，首先需要将加薪的申请书提交给主管，如果主管没有权限处理这个加薪的事情，那么主管就会将申请提交到部门经理那边，由部门经理去处理。如果部门经理也没有权处理的话，就会将申请再提交到总经理或人力资源总监手上，总经理说我可以处理，那么这个加薪申请就可以被处理了。而普通员工并不知道他提交的这个加薪申请被谁处理了，也不知道处理的经过，他只需要知道将申请提交给主管，最后等结果即可。这就是一个典型的职责链机制：客户端发送请求到职责链的链头上，然后这个请求就会在链中的对象之间逐个传递，直到被某个对象处理并返回结果给客户端为止。
示意图：
不使用职责连模式设计的代码：
就拿以上所说到的例子，我们来用代码做一个简单的试验，先不使用职责链模式，就用最简单方式去实现这个场景。
1.编写一个RaisesRequest类，用来封装请求内容：
package org.zero01.test;
public class RaisesRequest {
public String getRequestName() {
return requestName;
}
public void setRequestName(String requestName) {
this.requestName = requestName;
}
public int getRequestNumber() {
return requestNumber;
}
public void setRequestNumber(int requestNumber) {
this.requestNumber = requestNumber;
}
private String requestName;
private int requestNumber;
}2.编写管理者类Manager，这个类用于处理用户的请求：
package org.zero01.test;
import org.zero01.test.RaisesRequest;
public class Manager {
// 返回处理结果
public void getResult(String position, RaisesRequest raisesRequest) {
if (position.equals("主管")) {
if (raisesRequest.getRequestName().equals("加薪")) {
System.out.println("主管：我无权处理");
} else {
System.out.println("主管：你在说啥");
}
} else if (position.equals("部门经理")) {
if (raisesRequest.getRequestName().equals("加薪")) {
System.out.println("部门经理：我无权处理");
} else {
System.out.println("部门经理：你在说啥");
}
} else if (position.equals("人力资源总监")) {
if (raisesRequest.getRequestName().equals("加薪")) {
System.out.println("人力资源总监：我无权处理");
} else {
System.out.println("人力资源总监：你在说啥");
}
} else if (position.equals("总经理")) {
if (raisesRequest.getRequestName().equals("加薪") && raisesRequest.getRequestNumber() <= 1000) {
System.out.println("总经理：ok，批准了");
} else if(raisesRequest.getRequestName().equals("加薪") && raisesRequest.getRequestNumber() > 1000){
System.out.println("总经理：emmm我考虑一下");
}else{
System.out.println("总经理：你在说啥");
}
} else {
System.out.println("没有这个职位");
}
}
}3.最后编写客户端类Client：
package org.zero01.test;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 封装请求内容
RaisesRequest raisesRequest = new RaisesRequest();
raisesRequest.setRequestName("加薪");
raisesRequest.setRequestNumber(1000);
// 发送给不同的管理者
Manager manager = new Manager();
manager.getResult("主管", raisesRequest);
manager.getResult("部门经理", raisesRequest);
manager.getResult("人力资源总监", raisesRequest);
manager.getResult("总经理", raisesRequest);
}
}运行结果：
主管：我无权处理
部门经理：我无权处理
人力资源总监：我无权处理
总经理：ok，批准了ok，从运行结果也可以看到，这样的代码也是勉勉强强实现了我们的需求。但是，很直观的可以看到代码是有多糟糕，Manager类里的if else全都集中在一个方法里，造成一个方法里重复的代码太多。而且不同部门的管理者都在这个方法里，这就违反了单一职责原则，如果我要增加一个部门的管理者或减少一个部门的管理者，都需要去修改这个类里的代码以及客户端的代码，违反了开-闭原则。这样的代码耦合性是相当高的，但是我们要怎么样对这些代码进行解耦呢？那么这时候就需要使用到职责链模式了。
职责链模式结构图：
职责连模式示例代码：
1.Handler类，定义一个处理请求的接口：
package org.zero01.test;
public abstract class Handler {
protected Handler successor;
// 设置继任者
public void setSuccessor(Handler successor) {
this.successor = successor;
}
public abstract void handlerRequest(int request);
}2.ConcreteHandler1类，是一个具体的处理类，它只能处理它所负责的请求，不能处理的就传递给它的后继者处理：
package org.zero01.test;
public class ConcreteHandler1 extends Handler {
public void handlerRequest(int request) {
// 处理0-10之间的请求
if (request >= 0 && request <= 10) {
System.out.println("ConcreteHandler1处理请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 将请求传递到下一位
successor.handlerRequest(request);
}
}
}3.ConcreteHandler2：
package org.zero01.test;
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
public void handlerRequest(int request) {
// 处理10-20之间的请求
if (request >= 10 && request <= 20) {
System.out.println("ConcreteHandler2处理请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 将请求传递到下一位
successor.handlerRequest(request);
}
}
}4.ConcreteHandler3：
package org.zero01.test;
public class ConcreteHandler3 extends Handler {
public void handlerRequest(int request) {
// 处理20-30之间的请求
if (request >= 20 && request <= 30) {
System.out.println("ConcreteHandler3处理请求" + request);
} else if (successor != null) {
// 将请求传递到下一位
successor.handlerRequest(request);
}
}
}5.Client，客户端类，在该类中向职责链提交请求：
package org.zero01.test;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Handler h1 = new ConcreteHandler1();
Handler h2 = new ConcreteHandler2();
Handler h3 = new ConcreteHandler3();
// 设置职责链的上家与下家，h1作为链头
h1.setSuccessor(h2);
h2.setSuccessor(h3);
int[] numbers = {10, 20, 30, 51, 25, 5, 8, 7, 15, 47};
for (int i : numbers) {
h1.handlerRequest(i);
}
}
}运行结果：
ConcreteHandler1处理请求10
ConcreteHandler2处理请求20
ConcreteHandler3处理请求30
ConcreteHandler3处理请求25
ConcreteHandler1处理请求5
ConcreteHandler1处理请求8
ConcreteHandler1处理请求7
ConcreteHandler2处理请求15职责链的好处：
从以上这个小示例可以看到，每当我从客户端提交一个请求时，请求是沿着职责链传递的，直至传递到有对应的ConcreteHandler对象来处理它。请求的处理着与发送者都不需要知道对方的明确信息，且链中的对象自己也并不知道链的结构。所以职责链可以简化对象之间的互相连接，它们仅需要保持一个指向其后继者的引用，而不需要保持它所有的候选者的引用，从这点也可以看出职责链是单链的结构，这样大大的降低了类之间的耦合度，因为它们都只依赖于一个抽象父类。
类之间低耦合的好处就是可以随时增加、减少以及修改某个处理请求的结构代码，增强了给对象指派职责的灵活性。但是要注意一个请求可能到了链的末端都得不到处理，或者因为没有正确配置而得不到处理。这时候估计就有人注意到以上代码的一个小细节，数值大于30的请求都没有被处理，这就是典型的请求被传递到了链的末端也得不到处理。所以在设计代码时还需要仔细考虑全面，如果是上面这个例子我们就可以简单的加一个else分支来处理这个问题，而不同的场景下需要根据实际情况使用相应的方式去处理。
使用职责连模式重构之前的代码：
我们顺便把需求更改一下，让不同的管理者可以处理不同额度的加薪请求。
代码结构图：
1.抽象一个Manager管理类：
package org.zero01.test;
public abstract class Manager {
protected Manager superior;
protected String position;
// 设置管理对象的名称
public Manager(String position) {
this.position = position;
}
// 设置上级对象
public void setSuperior(Manager superior) {
this.superior = superior;
}
// 处理加薪请求的方法
public abstract void raisesRequest(String requestName,int requestNumber);
}2.编写主管类，这是具体的处理类，可以处理100元以内的加薪请求：
package org.zero01.test;
public class Director extends Manager {
public Director(String position) {
super(position);
}
public void raisesRequest(String requestName, int requestNumber) {
// 有权处理100元以内的加薪
if (requestName.equals("加薪") && requestNumber <= 100) {
System.out.println(position + "：ok，批准了");
} else if (superior != null) {
// 将请求传递给上级
superior.raisesRequest(requestName, requestNumber);
}
}
}3.部门经理类，可以处理300元以内的加薪请求：
package org.zero01.test;
public class BranchManager extends Manager{
public BranchManager(String position) {
super(position);
}
public void raisesRequest(String requestName, int requestNumber) {
// 有权处理300元以内的加薪
if (requestName.equals("加薪") && requestNumber <= 300) {
System.out.println(position + "：ok，批准了");
} else if (superior != null) {
// 将请求传递给上级
superior.raisesRequest(requestName, requestNumber);
}
}
}4.人力资源总监类，可以处理600元以内的加薪请求：
package org.zero01.test;
public class CHO extends Manager{
public CHO(String position) {
super(position);
}
public void raisesRequest(String requestName, int requestNumber) {
// 有权处理600元以内的加薪
if (requestName.equals("加薪") && requestNumber <= 600) {
System.out.println(position + "：ok，批准了");
} else if (superior != null) {
// 将请求传递给上级
superior.raisesRequest(requestName, requestNumber);
}
}
}5.总经理类，可以处理1000元以上的加薪请求：
package org.zero01.test;
public class GeneralManager extends Manager{
public GeneralManager(String position) {
super(position);
}
public void raisesRequest(String requestName, int requestNumber) {
// 有权处理1000元以上的加薪
if (requestName.equals("加薪") && requestNumber <= 1000) {
System.out.println(position + "：ok，批准了");
}else {
// 1000元以上看心情
System.out.println(position + "：emmm我考虑一下");
}
}
}6.员工类，也就是客户端类：
package org.zero01.test;
public class Staff {
public static void main(String[] args) {
// 实例化各个管理者对象
Manager director = new Director("主管");
Manager branchManager = new BranchManager("部门经理");
Manager cho = new CHO("人力资源总监");
Manager generalManager = new GeneralManager("总经理");
// 设置上级与下级
director.setSuperior(branchManager);
branchManager.setSuperior(cho);
cho.setSuperior(generalManager);
director.raisesRequest("加薪",100);
director.raisesRequest("加薪",300);
director.raisesRequest("加薪",600);
director.raisesRequest("加薪",1000);
director.raisesRequest("加薪",1500);
}
}运行结果：
主管：ok，批准了
部门经理：ok，批准了
人力资源总监：ok，批准了
总经理：ok，批准了
总经理：emmm我考虑一下使用职责链模式来重构之前的代码后，就很好的解决了原来大量的分支判断耦合在一起，造成维护困难、灵活性差且不好扩展的问题。
以上是关于设计模式之职责链的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章