职责链模式

问题

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学校OA系统的采购审批项目:需求是
1)采购员采购教学器材
2)如果金额小于等于5000,由教学主任审批
3)如果金额小于等于10000,由院长审批
4)如果金额小于等于30000,由副校长审批
5)如果金额超过30000以上，有校长审批请设计程序完成采购审批项目

传统方案解决oA系统审批问题

  • 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
    1. 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
    2. 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

基本介绍

  • 职责链模式( Chain ofResponsibility iattern) ,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。
    这种类型的设计模式属于行为型模式
责任链模式的结构图
  • Handler :抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时含义另外Handler
  • ConcreteHandlerA , B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
责任链

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.

解决问题

  1. 请求类,这个类是一个请求类，用于在责任链中传递。

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    public class PurchaseRequest {

        private int type = 0; //请求类型
        private float price = 0.0f;
        private int id = 0;

        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;
        }
    }

  2. 责任链抽象类

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    public abstract class Approve {

        Approve approve;  //下一个处理者
        String name; //名字

        public Approve(String name) {
            this.name = name;
        }

        public void setApprove(Approve approve) {
            this.approve = approve;
        }

        //处理审批的方法，得到一个请求，处理是子类完成
        public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);
    }

    1. 主任类

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      public class DepartmentApprove extends Approve {

          public DepartmentApprove(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{
                  //其他人处理
                  approve.processRequest(purchaseRequest);
              }
          }
      }

    2. 院长类

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      public class CollegeApprove extends Approve {

          public CollegeApprove(String name) {
              super(name);
          }

          @Override
          public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
              if (purchaseRequest.getPrice() <= 10000){
                  System.out.println("请求编号 id=" +
                          purchaseRequest.getId()+ " 被 "+this.name + "处理");
              }else{
                  //其他人处理
                  approve.processRequest(purchaseRequest);
              }
          }
      }

  3. 客户端调用

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

            //请求
            PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 10000, 1);

            //创建相关审批人
            DepartmentApprove departmentApprove = new DepartmentApprove("主任");
            CollegeApprove collegeApprove = new CollegeApprove("院长");

            //设置，构成环状
            departmentApprove.setApprove(collegeApprove);
            collegeApprove.setApprove(departmentApprove);


            departmentApprove.processRequest(purchaseRequest);
        }
    }

源码

SpringMVC

HandlerExecutionChain 中

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@SuppressWarnings("serial")
public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet {
    
    protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
		HttpServletRequest processedRequest = request;
        //1.
		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.
                //2.拿到过滤器链
				mappedHandler = getHandler(processedRequest);
				if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
					noHandlerFound(processedRequest, response);
					return;
				}

				...
				//3.调用过滤器链的PreHandle，如果调用成功就直接return
				if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
					return;
				}

				// Actually invoke the handler.
				mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

				if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
					return;
				}

				applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
               //4.调用postHandle
				mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
			}
			catch (Exception ex) {
				dispatchException = ex;
			}
			catch (Throwable err) {
				// As of 4.3, we're processing Errors thrown from handler methods as well,
				// making them available for @ExceptionHandler methods and other scenarios.
				dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
			}
			processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
		}
		catch (Exception ex) {
			triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
		}
		catch (Throwable err) {
			triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler,
					new NestedServletException("Handler processing failed", err));
		}
		finally {
			if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
				// Instead of postHandle and afterCompletion
				if (mappedHandler != null) {
					mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
				}
			}
			else {
				// Clean up any resources used by a multipart request.
				if (multipartRequestParsed) {
					cleanupMultipart(processedRequest);
				}
			}
		}
	}
}
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public class HandlerExecutionChain {
    
    //调用拦截器的preHandle
    boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
       HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
       if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
          for (int i = 0; i < interceptors.length; i++) {
              //获取拦截器
             HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
              //调用拦截器的preHandle方法
             if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {
                //调用After
                 triggerAfterCompletion(request, response, null);
                return false;
             }
             this.interceptorIndex = i;
          }
       }
       return true;
    }
    
    //调用拦截器的postHandle
    void applyPostHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, ModelAndView mv) throws Exception {
		HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
		if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
			for (int i = interceptors.length - 1; i >= 0; i--) {
				HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
				interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
			}
		}
	}
    
    //调用
    void triggerAfterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Exception ex)
			throws Exception {

		HandlerInterceptor[] interceptors = getInterceptors();
		if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {
			for (int i = this.interceptorIndex; i >= 0; i--) {
				HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
				try {
					interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
				}
				catch (Throwable ex2) {
					logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", ex2);
				}
			}
		}
	}
}
  • Springmvc 请求的流程图中，执行了拦截器相关方法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.

注意事项

  • 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