设计模式---责任链模式

责任链模式

定义：责任链模式是一条用户定义的链条，链条上每个节点都有自己的责任，当有任务进入时，从第一个节点开始处理，如果处理成功，则终止往下传递任务，否则将会把任务传递给下一个节点，依次类推，直至最后一个节点。

该模式与activity不一样的是工作流一旦处理结束才能往下面继续走，但是责任链模式是处理成功则终止往下面传递。

(个人感觉是递归的思想)

概述

百度百科的介绍：责任链模式是一种设计模式。在责任链模式里，很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织和分配责任。

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)是一种常见的行为模式。

责任链模式英文原话是：Avoid coupling the sender of a request to its receiver by giving more than one object a chance to handle the request.Chain the receiving object and pass the request along the chain until an object handles it.

翻译：使多个对象都有处理请求的机会，从而避免了请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象串成一条链，并沿着这条链一直传递该请求，直到有对象处理它为止。

责任链模式的重点在“链上”，由一条链去处理相似的请求，在链中决定谁来处理这个请求，并返回相应的结果。

分类

角色：

抽象处理者（Handler）角色：该角色对请求进行抽象，并定义一个方法来设定和返回对下一个处理者的引用。

具体处理者（Concrete Handler）：该角色接到请求后，可以选择将请求处理掉，或者将请求传给下一个处理者。由于具体处理者持有对下一个处理者的引用，因此，如果需要，处理者可以访问下一个处理者。

/**
 * 抽象处理器
 */
public abstract class Handler {
    //下一个处理器
    private Handler nextHandler;

    //处理方法
    public abstract void handleRequest();

    public Handler getNextHandler() {
        return nextHandler;
    }
    public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
        this.nextHandler = nextHandler;
    }
}

/**
 * 具体处理器.
 */
public class ConcreteHandler extends Handler {

    @Override
    public void handleRequest() {
        System.out.println(this.toString()+"处理器处理");
        if (getNextHandler()!=null){   //判断是否存在下一个处理器
            getNextHandler().handleRequest();   //存在则调用下一个处理器
        }
    }

}

/**
 * 测试
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Handler h1 = new ConcreteHandler();
        Handler h2 = new ConcreteHandler();
        h1.setNextHandler(h2);   //h1的下一个处理器是h2
        h1.handleRequest();
    }
}

优缺点

优点

责任链模式将请求和处理分开，请求者不知道是谁处理的，处理者可以不用知道请求的全貌。
提高系统的灵活性。

缺点

降低程序的性能。每个请求都是从链头遍历到链尾，当链比较长的时候，性能会大幅下降。
不易于调试。由于该模式采用了类似递归的方式，调试的时候逻辑比较复杂。

应用场景（责任链模式实现的三种方式）

责任链模式是一种常见的模式，Struts2的核心控件FilterDispatcher是一个Servlet过滤器，该控件就是采用责任链模式，可以对用户请求进行层层过滤处理。责任链模式在实际项目中的使用比较多，其典型的应用场景如下：

一个请求需要一系列的处理工作。
业务流的处理，例如文件审批。
对系统进行扩展补充。

责任链模式的定义：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受者之间的耦合关系，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他为止。这里就不再过多的介绍什么是责任链模式，主要来说说java中如何编写。主要从下面3个框架中的代码中介绍。

servlet中的filter

dubbo中的filter

mybatis中的plugin 这3个框架在实现责任链方式不尽相同。

Servlet中分别定义了一个 Filter和FilterChain的接口，核心代码如下：

public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
    private int pos = 0;
    private int n;
    private ApplicationFilterConfig[] filters; 
    private Servlet servlet
 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {
        if (pos < n) {
            ApplicationFilterConfig filterConfig = filters[pos++];
            Filter filter = filterConfig.getFilter();
            filter.doFilter(request, response, this);
        } else {
            servlet.service(request, response);
        }
    }
}

代码还算简单，结构也比较清晰，定义一个Chain，里面包含了Filter列表和servlet，达到在调用真正servlet之前进行各种filter逻辑。

Dubbo在创建Filter的时候是另外一个方法，通过把Filter封装

 
private static <T> Invoker<T> buildInvokerChain(final Invoker<T> invoker, String key, String group) {
 
    Invoker<T> last = invoker;
    List<Filter> filters = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Filter.class).getActivateExtension(invoker.getUrl(), key, group);
    if (filters.size() > 0) {
        for (int i = filters.size() - 1; i >= 0; i --) {
            final Filter filter = filters.get(i);
            final Invoker<T> next = last;
            last = new Invoker<T>() {
                ...
 
                public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException {
                    return filter.invoke(next, invocation);
                }
                ...
            };
        }
    }
    return last;
}

成 Invoker的匿名类，通过链表这样的数据结构来完成责任链，核心代码如下：

Dubbo的责任链就没有类似FilterChain这样的类吧Filter和调用Invoker结合起来，而是通过创建一个链表，调用的时候我们只知道第一个节点，每个节点包含了下一个调用的节点信息。这里的虽然Invoker封装Filter没有显示的指定next，但是通过java匿名类和final的机制达到同样的效果。

mybais

Mybatis可以配置各种Plugin，无论是官方提供的还是自己定义的，Plugin和Filter类似，就在执行Sql语句的时候做一些操作。Mybatis的责任链则是通过动态代理的方式，使用Plugin代理实际的Executor类。（这里实际还使用了组合模式，因为Plugin可以嵌套代理），核心代码如下：

public class Plugin implements InvocationHandler{
    private Object target;
    private Interceptor interceptor;
 
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {      
 
        if (满足代理条件) {
            return interceptor.intercept(new Invocation(target, method, args));
        }
        return method.invoke(target, args);     
    }
 
    public static Object wrap(Object target, Interceptor interceptor) {
        Class<?> type = target.getClass();
        Class<?>[] interfaces = getAllInterfaces(type, signatureMap);
        if (interfaces.length > 0) {
            return Proxy.newProxyInstance(
                    type.getClassLoader(),
                    interfaces,
                    new Plugin(target, interceptor, signatureMap));
        }
        return target;
    }
}

简单的示意图如下：

这里简单介绍了Servlet、Dubbo、Mybatis对责任链模式的不同实现手段，其中Servlet是相对比较清晰，又易于实现的方式，而Dubbo和Mybatis则适合在原有代码基础上，增加责任链模式代码改动量最小的。

代码示例

/**
 * 抽象处理器.
 */
public abstract class AbstractLogger {
    public static final int INFO = 1;    //一级日志
    public static final int DEBUG = 2;   //二级日志包括一级
    public static final int ERROR = 3;   //三级包括前两个

    protected int level;
    //责任链下一个元素
    protected AbstractLogger nextLogger ;
    public void setNextLogger(AbstractLogger nextLogger){
        this.nextLogger = nextLogger;
    }

    //不同级别的记录方法不一样,这里给一个抽象的记录方法
    abstract protected void write(String message);

    //调用责任链处理器的记录方法.并且判断下一个责任链元素是否存在,若存在,则执行下一个方法.
    public void logMessage(int level,String message){
        if (this.level <= level){    //根据传进来的日志等级,判断哪些责任链元素要去记录
            write(message);
        }
        if (nextLogger != null){
            nextLogger.logMessage(level,message);   //进行下一个责任链元素处理
        }
    }
}

/**
 * 控制台处理器.
 */
public class ConsoleLogger extends AbstractLogger {
    public ConsoleLogger(int level) {
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected void write(String message) {
        System.out.println("Standard Console::Logger :"+message);
    }
}

/**
 * 文件处理器.
 */
public class FileLogger extends AbstractLogger {
    public FileLogger(int level) {
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected void write(String message) {
        System.out.println("File Console::Logger"+message);
    }
}

/**
 * error日志处理器.
 */
public class ErrorLogger extends AbstractLogger {
    public ErrorLogger(int level) {
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected void write(String message) {
        System.out.println("Error Console::Logger: " + message);
    }
}

/**
 * 处理链.
 */
public class ChainPatternDemo {

    public static AbstractLogger getChainOfLoggers() {

        AbstractLogger errorLogger = new ErrorLogger(AbstractLogger.ERROR);
        AbstractLogger fileLogger = new FileLogger(AbstractLogger.DEBUG);
        AbstractLogger consoleLogger = new ConsoleLogger(AbstractLogger.INFO);

        errorLogger.setNextLogger(fileLogger);
        fileLogger.setNextLogger(consoleLogger);

        return  errorLogger;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractLogger logger = ChainPatternDemo.getChainOfLoggers();
        logger.logMessage(1,"一级日志记录");
        System.out.println("--------------------------------");
        logger.logMessage(2,"二级日志记录");
        System.out.println("--------------------------------");
        logger.logMessage(3,"三级日志记录");
    }
}