我所知道设计模式之责任链模式

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前言介绍


接下里介绍的是Java 的设计模式之一:责任链模式

我们还是以一个问题进行展开,引入责任链模式

现在有一个学校OA的采购审批项目,根据需求完成项目

需求如下:

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,有校长审批 ( 30000<x)

请问你会怎么制作这个程序呢?

一、使用传统方式解决问题

image.png

传统方案解决 OA 系统审批问题分析


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

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

(3)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

这里推荐使用责任链的方式解决问题

二、什么是责任链模式


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(简单示意图)。

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

责任链模式原理类图分析

image.png

职责链模式的角色及职责说明

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

ConcreteHandlerAB: 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

三、使用职责链模式解决问题

image.png

接下来根据思路,我们先创建一个请求的类

//请求类
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;}
}

接着根据思路,创建抽象的具体处理者

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);
}   

根据需求,创建主任、院长、副校长、校长等不同处理者的具体实现类

//系主任
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);
        }
    }
}
//院长
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);
        }
    }
}
//副校长
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);
        }
    }
}
//校长
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);
        }
    }
}

接下来我们使用demo 体会一下责任链的方式解决这个问题

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);

    //从张主任开始处理处理请求
    departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
}
运行结果如下:
请求编号 id= 1 被 佟校长 处理

四、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

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):职责链模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

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