一文弄懂責任鏈設計模式
背景
什么是責任鏈
使用場景
結(jié)語
背景
最近，我讓團隊內(nèi)一位成員寫了一個導入功能。他使用了責任鏈模式，代碼堆的非常多，bug 也多，沒有達到我預期的效果。
實際上，針對導入功能，我認為模版方法更合適！為此，隔壁團隊也拿出我們的案例，進行了集體 code review。
學好設計模式，且不要為了練習，強行使用！讓原本 100 行就能實現(xiàn)的功能，寫了 3000 行！對錯暫且不論，我們先一起看看責任鏈設計模式吧！
什么是責任鏈
使用場景
責任鏈的使用場景還是比較多的：
多條件流程判斷：權限控制 ERP 系統(tǒng)流程審批：總經(jīng)理、人事經(jīng)理、項目經(jīng)理 Java 過濾器的底層實現(xiàn) Filter
如果不使用該設計模式，那么當需求有所改變時，就會使得代碼臃腫或者難以維護，例如下面的例子。
| 反例
假設現(xiàn)在有一個闖關游戲，進入下一關的條件是上一關的分數(shù)要高于 xx：
游戲一共 3 個關卡 進入第二關需要第一關的游戲得分大于等于 80 進入第三關需要第二關的游戲得分大于等于 90
//第一關
public class FirstPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第一關-->FirstPassHandler");
return 80;
}
}
//第二關
public class SecondPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第二關-->SecondPassHandler");
return 90;
}
}
//第三關
public class ThirdPassHandler {
public int handler(){
System.out.println("第三關-->ThirdPassHandler，這是最后一關啦");
return 95;
}
}
//客戶端
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一關
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二關
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三關
int firstScore = firstPassHandler.handler();
//第一關的分數(shù)大于等于80則進入第二關
if(firstScore >= 80){
int secondScore = secondPassHandler.handler();
//第二關的分數(shù)大于等于90則進入第二關
if(secondScore >= 90){
thirdPassHandler.handler();
}
}
}
}
if(第1關通過){
// 第2關 游戲
if(第2關通過){
// 第3關 游戲
if(第3關通過){
// 第4關 游戲
if(第4關通過){
// 第5關 游戲
if(第5關通過){
// 第6關 游戲
if(第6關通過){
//...
}
}
}
}
}
}
這種代碼不僅冗余，并且當我們要將某兩關進行調(diào)整時會對代碼非常大的改動，這種操作的風險是很高的，因此，該寫法非常糟糕。
| 初步改造
如何解決這個問題，我們可以通過鏈表將每一關連接起來，形成責任鏈的方式，第一關通過后是第二關，第二關通過后是第三關....
public class FirstPassHandler {
/**
* 第一關的下一關是 第二關
*/
private SecondPassHandler secondPassHandler;
public void setSecondPassHandler(SecondPassHandler secondPassHandler) {
this.secondPassHandler = secondPassHandler;
}
//本關卡游戲得分
private int play(){
return 80;
}
public int handler(){
System.out.println("第一關-->FirstPassHandler");
if(play() >= 80){
//分數(shù)>=80 并且存在下一關才進入下一關
if(this.secondPassHandler != null){
return this.secondPassHandler.handler();
}
}
return 80;
}
}
public class SecondPassHandler {
/**
* 第二關的下一關是 第三關
*/
private ThirdPassHandler thirdPassHandler;
public void setThirdPassHandler(ThirdPassHandler thirdPassHandler) {
this.thirdPassHandler = thirdPassHandler;
}
//本關卡游戲得分
private int play(){
return 90;
}
public int handler(){
System.out.println("第二關-->SecondPassHandler");
if(play() >= 90){
//分數(shù)>=90 并且存在下一關才進入下一關
if(this.thirdPassHandler != null){
return this.thirdPassHandler.handler();
}
}
return 90;
}
}
public class ThirdPassHandler {
//本關卡游戲得分
private int play(){
return 95;
}
/**
* 這是最后一關，因此沒有下一關
*/
public int handler(){
System.out.println("第三關-->ThirdPassHandler，這是最后一關啦");
return play();
}
}
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一關
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二關
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三關
firstPassHandler.setSecondPassHandler(secondPassHandler);//第一關的下一關是第二關
secondPassHandler.setThirdPassHandler(thirdPassHandler);//第二關的下一關是第三關
//說明：因為第三關是最后一關，因此沒有下一關
//開始調(diào)用第一關 每一個關卡是否進入下一關卡 在每個關卡中判斷
firstPassHandler.handler();
}
}
| 缺點
現(xiàn)有模式的缺點：
每個關卡中都有下一關的成員變量并且是不一樣的，形成鏈很不方便 代碼的擴展性非常不好
| 責任鏈改造
有了思路，我們先來簡單介紹一下責任鏈設計模式的基本組成：
抽象處理者（Handler）角色：定義一個處理請求的接口，包含抽象處理方法和一個后繼連接。 具體處理者（Concrete Handler）角色：實現(xiàn)抽象處理者的處理方法，判斷能否處理本次請求，如果可以處理請求則處理，否則將該請求轉(zhuǎn)給它的后繼者。 客戶類（Client）角色：創(chuàng)建處理鏈，并向鏈頭的具體處理者對象提交請求，它不關心處理細節(jié)和請求的傳遞過程。
public abstract class AbstractHandler {
/**
* 下一關用當前抽象類來接收
*/
protected AbstractHandler next;
public void setNext(AbstractHandler next) {
this.next = next;
}
public abstract int handler();
}
public class FirstPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 80;
}
@Override
public int handler(){
System.out.println("第一關-->FirstPassHandler");
int score = play();
if(score >= 80){
//分數(shù)>=80 并且存在下一關才進入下一關
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class SecondPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 90;
}
public int handler(){
System.out.println("第二關-->SecondPassHandler");
int score = play();
if(score >= 90){
//分數(shù)>=90 并且存在下一關才進入下一關
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class ThirdPassHandler extends AbstractHandler{
private int play(){
return 95;
}
public int handler(){
System.out.println("第三關-->ThirdPassHandler");
int score = play();
if(score >= 95){
//分數(shù)>=95 并且存在下一關才進入下一關
if(this.next != null){
return this.next.handler();
}
}
return score;
}
}
public class HandlerClient {
public static void main(String[] args) {
FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一關
SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二關
ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三關
// 和上面沒有更改的客戶端代碼相比，只有這里的set方法發(fā)生變化，其他都是一樣的
firstPassHandler.setNext(secondPassHandler);//第一關的下一關是第二關
secondPassHandler.setNext(thirdPassHandler);//第二關的下一關是第三關
//說明：因為第三關是最后一關，因此沒有下一關
//從第一個關卡開始
firstPassHandler.handler();
}
}
| 責任鏈工廠改造
public enum GatewayEnum {
// handlerId, 攔截者名稱，全限定類名，preHandlerId，nextHandlerId
API_HANDLER(new GatewayEntity(1, "api接口限流", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.ApiLimitGatewayHandler", null, 2)),
BLACKLIST_HANDLER(new GatewayEntity(2, "黑名單攔截", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.BlacklistGatewayHandler", 1, 3)),
SESSION_HANDLER(new GatewayEntity(3, "用戶會話攔截", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.SessionGatewayHandler", 2, null)),
;
GatewayEntity gatewayEntity;
public GatewayEntity getGatewayEntity() {
return gatewayEntity;
}
GatewayEnum(GatewayEntity gatewayEntity) {
this.gatewayEntity = gatewayEntity;
}
}
public class GatewayEntity {
private String name;
private String conference;
private Integer handlerId;
private Integer preHandlerId;
private Integer nextHandlerId;
}
public interface GatewayDao {
/**
* 根據(jù) handlerId 獲取配置項
* @param handlerId
* @return
*/
GatewayEntity getGatewayEntity(Integer handlerId);
/**
* 獲取第一個處理者
* @return
*/
GatewayEntity getFirstGatewayEntity();
}
public class GatewayImpl implements GatewayDao {
/**
* 初始化，將枚舉中配置的handler初始化到map中，方便獲取
*/
private static Map<Integer, GatewayEntity> gatewayEntityMap = new HashMap<>();
static {
GatewayEnum[] values = GatewayEnum.values();
for (GatewayEnum value : values) {
GatewayEntity gatewayEntity = value.getGatewayEntity();
gatewayEntityMap.put(gatewayEntity.getHandlerId(), gatewayEntity);
}
}
@Override
public GatewayEntity getGatewayEntity(Integer handlerId) {
return gatewayEntityMap.get(handlerId);
}
@Override
public GatewayEntity getFirstGatewayEntity() {
for (Map.Entry<Integer, GatewayEntity> entry : gatewayEntityMap.entrySet()) {
GatewayEntity value = entry.getValue();
// 沒有上一個handler的就是第一個
if (value.getPreHandlerId() == null) {
return value;
}
}
return null;
}
}
public class GatewayHandlerEnumFactory {
private static GatewayDao gatewayDao = new GatewayImpl();
// 提供靜態(tài)方法，獲取第一個handler
public static GatewayHandler getFirstGatewayHandler() {
GatewayEntity firstGatewayEntity = gatewayDao.getFirstGatewayEntity();
GatewayHandler firstGatewayHandler = newGatewayHandler(firstGatewayEntity);
if (firstGatewayHandler == null) {
return null;
}
GatewayEntity tempGatewayEntity = firstGatewayEntity;
Integer nextHandlerId = null;
GatewayHandler tempGatewayHandler = firstGatewayHandler;
// 迭代遍歷所有handler，以及將它們鏈接起來
while ((nextHandlerId = tempGatewayEntity.getNextHandlerId()) != null) {
GatewayEntity gatewayEntity = gatewayDao.getGatewayEntity(nextHandlerId);
GatewayHandler gatewayHandler = newGatewayHandler(gatewayEntity);
tempGatewayHandler.setNext(gatewayHandler);
tempGatewayHandler = gatewayHandler;
tempGatewayEntity = gatewayEntity;
}
// 返回第一個handler
return firstGatewayHandler;
}
/**
* 反射實體化具體的處理者
* @param firstGatewayEntity
* @return
*/
private static GatewayHandler newGatewayHandler(GatewayEntity firstGatewayEntity) {
// 獲取全限定類名
String className = firstGatewayEntity.getConference();
try {
// 根據(jù)全限定類名，加載并初始化該類，即會初始化該類的靜態(tài)段
Class<?> clazz = Class.forName(className);
return (GatewayHandler) clazz.newInstance();
} catch (ClassNotFoundException | IllegalAccessException | InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
public class GetewayClient {
public static void main(String[] args) {
GetewayHandler firstGetewayHandler = GetewayHandlerEnumFactory.getFirstGetewayHandler();
firstGetewayHandler.service();
}
}
結(jié)語
設計模式有很多，責任鏈只是其中的一種，我覺得很有意思，非常值得一學。設計模式確實是一門藝術，仍需努力呀！
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