详解Java设计模式之职责链模式

原文:详解Java设计模式之职责链模式_java_脚本之家

责任链模式是一种行为设计模式,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,文中通过代码示例给大家介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下

Java技术迷

目录
  • 职责链模式
    • 1、职责链模式介绍
      • 1.1 职责链模式基本实现
    • 2、具体例子说明
      • 2.1 不使用职责链模式 - 加薪 / 请假
      • 2.2 职责链模式 - 加薪 / 请假
    • 3、职责链模式总结

职责链模式

1、职责链模式介绍

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)是一种行为设计模式,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。

在责任链模式中,请求通过一条链传递,每个对象都有机会处理请求。当一个对象无法处理请求时,它会将请求传递给链中的下一个对象,直到找到能够处理请求的对象为止。这种方式可以动态地组织和管理对象,使得请求发送者和接收者之间解耦,提高系统的灵活性和可扩展性。

1.1 职责链模式基本实现

职责链模式结构图:

责任链模式包含以下几个角色:

  • 抽象处理者(Handler):定义了一个处理请求的接口,通常包含一个指向下一个处理者的引用,用于构建责任链。
  • 具体处理者(ConcreteHandler):实现抽象处理者接口,具体处理请求的逻辑。如果可以处理请求,则处理请求;否则,将请求传递给下一个处理者。

Handler类,定义一个处理请示的接口:

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:04

 * 处理请求的接口

 */

public abstract class Handler {

    protected Handler successor;

    /**

     * 设置继承者

     * @param successor

     */

    public void setSuccessor(Handler successor) {

        this.successor = successor;

    }

    public abstract void handleRequest(int request);

}

ConcreteHandler类,具体处理者类,处理它所负责的请求,可访问它的 后继者,如果可处理该请求,就处理之,否则就将该请求转发给它的后继 者。

ConcreteHandler1,当请求数为0~10则有权处理,否则转到下一位:

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:06

 */

public class ConcreteHandler1 extends Handler {

    @Override

    public void handleRequest(int request) {

        if (request >= 0 && request < 10) {

            // 当前处理者权限 0 ~ 9

            System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);

        } else if (successor != null) {

            // 转移给下一个处理者

            successor.handleRequest(request);

        }

    }

}

ConcreteHandler2,当请求数为10~20则有权处理,否则转到下一位。

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:06

 */

public class ConcreteHandler2 extends Handler {

    @Override

    public void handleRequest(int request) {

        if (request >= 10 && request < 20) {

            // 当前处理者权限 10 ~ 19

            System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);

        } else if (successor != null) {

            // 转移给下一个处理者

            successor.handleRequest(request);

        }

    }

}

ConcreteHandler3,当请求数为20~99则有权处理,否则转到下一位

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:06

 */

public class ConcreteHandler3 extends Handler {

    @Override

    public void handleRequest(int request) {

        if (request >= 20 && request < 100) {

            // 当前处理者权限 20 ~ 99

            System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "处理了请求" + request);

        } else if (successor != null) {

            // 转移给下一个处理者

            successor.handleRequest(request);

        }

    }

}

客户端代码,向链上的具体处理者对象提交请求。

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:09

 */

public class ChainClient {

    public static void main(String[] args) {

        ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1();

        ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2();

        ConcreteHandler3 handler3 = new ConcreteHandler3();

        // 设置职责链上下关系

        handler1.setSuccessor(handler2);

        handler2.setSuccessor(handler3);

        // 请求

        int[] request = {15, 67, 8, 9, 46, 1, 5, 23, 41};

        // 循环给最小矗立着提交请求,不同的数额,得不同的权限处理者处理

        for (int i : request) {

            handler1.handleRequest(i);

        }

    }

}

2、具体例子说明

在公司请假或者升职加薪,需要通过经理、总监、总经理的批准,不同身份有不同的权限。当然可以直接直接找总经理给你升职加薪😎

2.1 不使用职责链模式 - 加薪 / 请假

升值加薪:经理是没有权限的,要上报给总监,总监的回复也是没有权限管,只能再上报到总经理才有处理的权限

请假:经理只能处理请假两天的申请,再多就不可以。必须要上报给上司才有权限去处理这个请求。

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// 申请类

public class Request {

    // 申请类别

    private String requestType;

    public String getRequestType(){

        return this.requestType;

    }

    public void setRequestType(String value){

        this.requestType = value;

    }

    //申请内容

    private String requestContent;

    public String getRequestContent(){

        return this.requestContent;

    }

    public void setRequestContent(String value){

        this.requestContent = value;

    }

    // 数量

    private int number;

    public int getNumber(){

        return this.number;

    }

    public void setNumber(int value){

        this.number = value;

    }

}

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//管理者

public class Manager{

    protected String name;

    public Manager(String name){

        this.name = name;

    }

    public void getResult(String managerLevel,Request request){

        if (managerLevel == "经理"){

          if (request.getRequestType()=="请假" && request.getNumber()<=2)

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天,被批准");

          else

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天,我无权处理");

        }

        else if (managerLevel == "总监"){

          if (request.getRequestType()=="请假" && request.getNumber()<=5)

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天,被批准");

          else

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天,我无权处理");

        }

        else if (managerLevel == "总经理"){

          if (request.getRequestType()=="请假")

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"天,被批准");

          else if (request.getRequestType()=="加薪" && request.getNumber()<=5000)

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"元,被批准");

          else if (request.getRequestType()=="加薪" && request.getNumber()>5000)

            System.out.println(this.name+":"+request.getRequestContent()+" 数量:"+request.getNumber()+"元,再说吧");

        }

    }

}

客户端:

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public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Manager manager = new Manager("金利");

        Manager director = new Manager("宗剑");

        Manager generalManager = new Manager("钟精励");

        Request request = new Request();

        request.setRequestType("加薪");

        request.setRequestContent("Shier请求加薪");

        request.setNumber(10000);

        // 不同身份的人有不同的权限,进行处理结果

        manager.getResult("经理", request);

        director.getResult("总监", request);

        generalManager.getResult("总经理", request);

        Request request2 = new Request();

        request2.setRequestType("请假");

        request2.setRequestContent("Shier请假");

        request2.setNumber(3); // 权限级别

        manager.getResult("经理", request2);

        director.getResult("总监", request2);

        generalManager.getResult("总经理", request2);

    }

}

通过上面的程序,会发现一个问题管理者类,里面的方法比较长,太多的分支判断。类的责任太多,就违背了单一职责原则,同时增加新的项目时,要去修改这个方法,就违背了开发 - 封闭原则。下面就要用到职责链模式要简化这样开发业务场景 。

2.2 职责链模式 - 加薪 / 请假

将上面的程序进行重构,得到的代码结构图如下:

Request请求类:

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/**

 * @author Shier

 * 申请类

 */

public class Request {

    // 申请类别

    private String requestType;

    public String getRequestType() {

        return this.requestType;

    }

    public void setRequestType(String value) {

        this.requestType = value;

    }

    //申请内容

    private String requestContent;

    public String getRequestContent() {

        return this.requestContent;

    }

    public void setRequestContent(String value) {

        this.requestContent = value;

    }

    // 数量

    private int number;

    public int getNumber() {

        return this.number;

    }

    public void setNumber(int value) {

        this.number = value;

    }

}

抽象管理者:

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:33

 * 抽象管理这类

 */

public abstract class Manager {

    protected String name;

    public Manager(String name) {

        this.name = name;

    }

    /**

     * 设置管理者上级

     */

    protected Manager superior;

    public void setSuperior(Manager superior) {

        this.superior = superior;

    }

    /**

     * 请求申请

     *

     * @param request

     */

    public abstract void requestApplications(Request request);

}

经理类就可以去继承这个'管理者'类,只需重写 '申请请求' 的方法

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:34

 * 普通经理类

 */

public class CommonManager extends Manager {

    public CommonManager(String name) {

        super(name);

    }

    @Override

    public void requestApplications(Request request) {

        if (request.getRequestType() == "请假" && request.getNumber() <= 2) {

            System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量:" + request.getNumber() + "天,被批准");

        } else if (this.superior != null) {

            this.superior.requestApplications(request);

        }

    }

}

总监同样继承抽象管理类

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:36

 * 总监

 */

public class Director extends Manager {

    public Director(String name) {

        super(name);

    }

    @Override

    public void requestApplications(Request request) {

        if (request.getRequestType() == "请假" && request.getNumber() <= 5) {

            System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量:" + request.getNumber() + "天,被批准");

        } else if (this.superior != null) {

            this.superior.requestApplications(request);

        }

    }

}

总经理同样继承管理者类,总经理的权限就是全部都需要处理。

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/**

 * @author Shier

 * CreateTime 2023/5/20 16:36

 * 总经理

 */

public class GeneralManager extends Manager {

    public GeneralManager(String name) {

        super(name);

    }

    @Override

    public void requestApplications(Request request) {

        if (request.getRequestType() == "请假") {

            System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量:" + request.getNumber() + "天,被批准");

        } else if (request.getRequestType() == "加薪" && request.getNumber() <= 5000) {

            System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量:" + request.getNumber() + "元,被批准");

        } else if (request.getRequestType() == "加薪" && request.getNumber() > 5000) {

            System.out.println(this.name + ":" + request.getRequestContent() + " 数量:" + request.getNumber() + "元,再说吧");

        }

    }

}

测试类:

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/**

 * @author Shier

 */

public class ChainClient {

    public static void main(String[] args) {

        CommonManager manager = new CommonManager("大明经理");

        Director director = new Director("大大明总监");

        GeneralManager generalManager = new GeneralManager("大大大明总经理");

        // 设置管理者之间上下级关系 经理 => 总监 => 总经理

        manager.setSuperior(director);

        director.setSuperior(generalManager);

        // 加薪 5000

        Request request = new Request();

        request.setRequestType("加薪");

        request.setRequestContent("Shier请求加薪");

        request.setNumber(5000);

        // 从自己最近的上司开始请求也就是经理

        manager.requestApplications(request);

        // 加薪10000

        Request request1 = new Request();

        request1.setRequestType("加薪");

        request1.setRequestContent("Shier请求加薪");

        request1.setNumber(10000);

        manager.requestApplications(request1);

        // 请假一天

        Request request2 = new Request();

        request2.setRequestType("请假");

        request2.setRequestContent("Shier请假");

        request2.setNumber(1);

        manager.requestApplications(request2);

        // 请假四天

        Request request3 = new Request();

        request3.setRequestType("请假");

        request3.setRequestContent("Shier请假");

        request3.setNumber(4);

        manager.requestApplications(request3);

    }

}

最后得到的结果:

由于我们把原来的一个 '管理者' 类改成了一个抽象类和三个具体类, 此时类之间的灵活性就大大增加了,如果我们需要扩展新的管理者类别,只需要增加子类就可以。比如这个例子增加一个 '集团总裁' 类,完全是没有问题的,只需要修改 '总经理类' 即可,并不影响其他类代码。

这样使用职责链模式可以更加清晰这些代码之间的关系,不像最上面的一个类里面多个判断语句,看起来都很难维护。好了,再总结一下职责链模式

3、职责链模式总结

职责链模式的好处

  • 当客户提交一个请求时,请求是沿链传递直至有一个 ConcreteHandler 对象负责处理它。
  • 降低耦合:接收者和发送者都没有对方的明确信息,且链中的对 象自己也并不知道链的结构。结果是职责链可简化对象的相互连接,它们仅 需保持一个指向其后继者的引用,而不需保持它所有的候选接受者的引用。降低了代码之间耦合度。
  • 灵活性:随时地增加或修改处理一个请求的结构。增强了给对象指派职责的灵活性。

优点:

  • 将请求发送者和接收者解耦,可以避免请求发送者与接收者之间的直接耦合,增强了代码的可维护性。
  • 可以动态地新增或修改请求处理顺序,提高了程序的灵活性和可扩展性。
  • 可以进行请求的拦截、分流等操作,方便进行统计和日志记录等处理。
  • 可以根据需要对请求的处理进行单独的测试,便于代码测试和调试。
  • 解耦发送者和接收者:职责链模式可以将发送者和接收者解耦,发送者不需要知道请求的具体处理者是谁,而处理者也不需要知道请求的发送者是谁,从而提高系统的灵活性。
  • 动态组合和扩展性:职责链模式允许动态地向链中添加或删除处理者,以适应不同的业务需求,增强了系统的可扩展性。
  • 可配置性:通过调整链中处理者的顺序,可以灵活地配置处理流程,满足不同的处理优先级或条件。

缺点:

  • 请求的保证:没有明确的处理者处理请求的保证。请求可能到达链的末尾而没有被处理,这需要在设计时进行合理的考虑。
  • 性能考虑:由于链中的请求需要依次传递给每个处理者,因此在处理大量请求时可能会影响性能。
  • 可能导致系统变得复杂:当链过长或者处理者过多时,职责链模式可能会导致系统变得复杂,难以理解和维护。

使用场景:

  • 处理复杂的请求处理流程,例如购物车结算、审批流程等复杂业务中。
  • 需要动态指定请求的处理顺序或者动态添加新的请求处理者时。
  • 处理日志记录、缓存等拦截器的场景。例如在Spring中,就应用了责任链模式来实现Interceptor拦截器。
  • 多个对象可以处理同一请求,但具体的处理者在运行时可变或不确定的情况下,可以使用职责链模式。
  • 需要动态组合处理流程或动态调整处理顺序的情况下,职责链模式可以提供灵活性和可配置性。
  • 需要在不明确请求的发送者和接收者之间建立松耦合关系的情况下,职责链模式可以解耦对象之间的关系。

以上就是详解Java设计模式之职责链模式的详细内容,更多关于Java 职责链模式的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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