第二十五章：责任链模式
作者：互联网
1、OA 系统采购审批需求
学校 OA 系统的采购审批项目： 需求是采购员采购教学器材
如果金额 小于等于 5000，由教学主任审批 (0<=x<=5000)
如果金额 小于等于 10000, 由院长审批 (5000<x<=10000)
如果金额 小于等于 30000，由副校长审批 (10000<x<=30000)
如果金额 超过 30000 以上，由校长审批 ( 30000<x)
请设计程序完成采购审批项目
2、传统方案解决 OA 系统审批
类图
传统方式是： 接收到一个采购请求后， 根据采购金额来调用对应的 Approver (审批人)完成审批。
传统方案解决 OA 系统审批问题分析
传统方式的问题分析 : 客户端这里会使用到 分支判断(比如 switch) 来对不同的采购请求处理， 这样就存在如下问题
如果各个级别的人员审批金额发生变化， 在客户端的也需要变化
客户端必须明确的知道有多少个审批级别和访问
这样 对一个采购请求进行处理和 Approver (审批人) 就存在强耦合关系， 不利于代码的扩展和维护
解决方案 ==> 职责链模式
3、职责链模式基本介绍
职责链模式(Chain of Responsibility Pattern)，又叫责任链模式， 为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦
职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求， 那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推
责任链模式使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。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止
这种类型的设计模式属于行为型模式
4、职责链模式的原理类图
Handler：抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时该类中聚合了另外一个 Handler 对象
ConcreteHandlerA 、ConcreteHandlerB 是具体的处理者，处理它自己负责的请求， 可以访问它的后继者(即下一个处理者)，如果可以处理当前请求， 则处理， 否则就将该请求交个后继者去处理， 从而形成一个职责链
Request ：含义很多属性， 表示一个请求
5、职责链模式解决 OA 系统审批
应用实例要求：编写程序完成学校 OA 系统的采购审批项目，采购员采购教学器材的需求如下
如果金额 小于等于 5000，由教学主任审批
如果金额 小于等于 10000，由院长审批
如果金额 小于等于 30000，由副校长审批
如果金额 超过 30000 以上，有校长审批
类图
代码实现
PurchaseRequest：实体类，表示购买请求
//请求类
public class PurchaseRequest {
private int type = 0; // 请求类型
private float price = 0.0f; // 请求金额
private int id = 0;
// 构造器
public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
this.type = type;
this.price = price;
this.id = id;
}
public int getType() {
return type;
}
public float getPrice() {
return price;
}
public int getId() {
return id;
}
}
Approver：审批者的抽象父类，里面聚合了一个 Approver 对象，构成一条责任链
public abstract class Approver {
Approver approver; // 下一个处理者
String name; // 名字
public Approver(String name) {
this.name = name;
}
// 下一个处理者
public void setApprover(Approver approver) {
this.approver = approver;
}
// 处理审批请求的方法，得到一个请求, 处理是子类完成，因此该方法做成抽象
public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
}
DepartmentApprover：系主任(具体的处理着)
public class DepartmentApprover extends Approver {
public DepartmentApprover(String name) {
super(name);
}
@Override
public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
if (purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
} else {
approver.processRequest(purchaseRequest);
}
}
}
CollegeApprover：院长(具体的处理着)
public class CollegeApprover extends Approver {
public CollegeApprover(String name) {
super(name);
}
@Override
public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
if (purchaseRequest.getPrice() < 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000) {
System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
} else {
approver.processRequest(purchaseRequest);
}
}
}
ViceSchoolMasterApprover：副校长(具体的处理着)
public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver {
public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
super(name);
}
@Override
public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
if (purchaseRequest.getPrice() < 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000) {
System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
} else {
approver.processRequest(purchaseRequest);
}
}
}
SchoolMasterApprover：校长(具体的处理着)
public class SchoolMasterApprover extends Approver {
public SchoolMasterApprover(String name) {
super(name);
}
@Override
public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
if (purchaseRequest.getPrice() > 30000) {
System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
} else {
approver.processRequest(purchaseRequest);
}
}
}
Client：测试代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个请求
PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000, 1);
// 创建相关的审批人
DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校");
SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("佟校长");
// 需要将各个审批级别的下一个设置好 (处理人构成环形: )
departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);
departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
viceSchoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);
}
}
6、HandlerExecutionChain
SpringMVC 请求流程分析
源码追踪
在 DispatcherServlet 类的 doDispatch() 方法中，关注如下几点：
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;：表示 Handler 执行链
mappedHandler = getHandler(processedRequest);：通过请求参数(processedRequest)初始化 mappedHandler
mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)：执行 applyPreHandle() 方法
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);：执行 applyPostHandle() 方法
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
HttpServletRequest processedRequest = request;
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
boolean multipartRequestParsed = false;
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
try {
ModelAndView mv = null;
Exception dispatchException = null;
try {
processedRequest = checkMultipart(request);
multipartRequestParsed = processedRequest != request;
// Determine handler for the current request.
mappedHandler = getHandler(processedRequest);
if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
// Determine handler adapter for the current request.
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
// Process last-modified header, if supported by the handler.
String method = request.getMethod();
boolean isGet = "GET".equals(method);
if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
if (logger.isDebugEnabled()) {
String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
logger.debug("Last-Modified value for [" + requestUri + "] is: " + lastModified);
}
if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
try {
// Actually invoke the handler.
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
}
finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return;
}
}
applyDefaultViewName(request, mv);
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
}
catch (Exception ex) {
dispatchException = ex;
}
processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
}
catch (Exception ex) {
triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
}
catch (Error err) {
triggerAfterCompletionWithError(processedRequest, response, mappedHandler, err);
}
finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
// Instead of postHandle and afterCompletion
mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
return;
}
// Clean up any resources used by a multipart request.
if (multipartRequestParsed) {
cleanupMultipart(processedRequest);
}
}
}
mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response) 方法中获取到拦截器(getInterceptors)，并调用拦截器的 preHandle() 方法完成前置拦截
boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
if (getInterceptors() != null) {
for (int i = 0; i < getInterceptors().length; i++) {
HandlerInterceptor interceptor = getInterceptors()[i];
if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {
triggerAfterCompletion(request, response, null);
return false;
}
this.interceptorIndex = i;
}
}
return true;
}
public HandlerInterceptor[] getInterceptors() {
if (this.interceptors == null && this.interceptorList != null) {
this.interceptors = this.interceptorList.toArray(new HandlerInterceptor[this.interceptorList.size()]);
}
return this.interceptors;
}
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);方法中同样也是调用拦截器的 postHandle() 方法完成后置拦截
void applyPostHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, ModelAndView mv) throws Exception {
if (getInterceptors() == null) {
return;
}
for (int i = getInterceptors().length - 1; i >= 0; i--) {
HandlerInterceptor interceptor = getInterceptors()[i];
interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
}
}
triggerAfterCompletion() 在 applyPreHandle() 中被调用，同样也是通过调用拦截器的 afterCompletion() 方法
void triggerAfterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Exception ex)
throws Exception {
if (getInterceptors() == null) {
return;
}
for (int i = this.interceptorIndex; i >= 0; i--) {
HandlerInterceptor interceptor = getInterceptors()[i];
try {
interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
}
catch (Throwable ex2) {
logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", ex2);
}
}
}
源码总结
SpringMVC 请求的流程图中，执行了拦截器相关方法：interceptor.preHandler() 、interceptor.preHandler() 等等
在处理SpringMvc请求时，使用到职责链模式，还使用到适配器模式
HandlerExecutionChain 主要负责的是请求拦截器的执行和请求处理，但是他本身不处理请求，只是将请求分配给链上注册处理器执行， 这是职责链实现方式，减少职责链本身与处理逻辑之间的耦合，规范了处理流程
HandlerExecutionChain 维护了 HandlerInterceptor 的集合， 可以向其中注册相应的拦截器
7、职责链模式的注意事项和细节
- 将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性
- 简化了对象，使对象不需要知道链的结构
- 性能会受到影响，特别是在链比较长的时候，因此需控制链中最大节点数量，一般通过在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext()方法中判断是否已经超过阀值，超过则不允许该链建立，避免出现超长链将会无意识地破坏系统性能
- 调试不方便。采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂
- 最佳应用场景： 有多个对象可以处理同一个请求时，比如：多级请求、请假、加薪等审批流程、 Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器
✪责任链模式
讲请求和处理分开，不需要关心谁处理，只要是合法请求，就能有对应的功能去处理，从而实现解耦
通常责任链是一个闭环设计，无论从哪个节点开始调用，都可以通过调用的条件找到对应的处理节点。
链的设计不宜过长，每个请求都会去通过链循环的走知道找到自己合适的节点，所以链太长会导致过多的新能浪费。
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