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责任链设计模式必知必会

戚薇 Java教程 发布时间:2023-06-16 09:25:18 阅读数:11670 1
下文笔者讲述责任链设计模式的简介及相关说明,如下所示

责任链模式简介

责任链模式:
    是一种行为设计模式
	  允许你将请求沿着处理者链进行发送
    收到请求后
    每个处理者均可对请求进行处理
     或将其传递给链上的下个处理者。
责任链场景简介

责任链模式的使用场景

  
多条件流程判断：
    权限控制
ERP 系统流程审批：
    总经理、人事经理、项目经理
Java 过滤器的底层实现:
     Filter

例:不采用责任链设计模式,修改代码会变得异常臃肿
如: 不采用责任链设计模式的写法

游戏一共 3 个关卡
进入第二关需要第一关的游戏得分大于等于 80
进入第三关需要第二关的游戏得分大于等于 90


那么代码可以这样写：
//第一关
public class FirstPassHandler {
    public int handler(){
        System.out.println("第一关-->FirstPassHandler");
        return 80;
    }
}

//第二关
public class SecondPassHandler {
    public int handler(){
        System.out.println("第二关-->SecondPassHandler");
        return 90;
    }
}


//第三关
public class ThirdPassHandler {
    public int handler(){
        System.out.println("第三关-->ThirdPassHandler，这是最后一关啦");
        return 95;
    }
}


//客户端
public class HandlerClient {
    public static void main(String[] args) {

        FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
        SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
        ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关

        int firstScore = firstPassHandler.handler();
        //第一关的分数大于等于80则进入第二关
        if(firstScore >= 80){
            int secondScore = secondPassHandler.handler();
            //第二关的分数大于等于90则进入第二关
            if(secondScore >= 90){
                thirdPassHandler.handler();
            }
        }
    }
}


那么如果这个游戏有 100 关，我们的代码很可能就会写成这个样子：
if(第1关通过){
    // 第2关 游戏
    if(第2关通过){
        // 第3关 游戏
        if(第3关通过){
           // 第4关 游戏
            if(第4关通过){
                // 第5关 游戏
                if(第5关通过){
                    // 第6关 游戏
                    if(第6关通过){
                        //...
                    }
                }
            } 
        }
    }
}


//如果关数,发生变化后，if代码修改起来会变的非常复杂
//而且修改代码变的非常复杂

责任链模式

//减少 if判断的写法

public class FirstPassHandler {
    /**
     * 第一关的下一关是 第二关
     */
    private SecondPassHandler secondPassHandler;

    public void setSecondPassHandler(SecondPassHandler secondPassHandler) {
        this.secondPassHandler = secondPassHandler;
    }

    //本关卡游戏得分
    private int play(){
        return 80;
    }

    public int handler(){
        System.out.println("第一关-->FirstPassHandler");
        if(play() >= 80){
            //分数>=80 并且存在下一关才进入下一关
            if(this.secondPassHandler != null){
                return this.secondPassHandler.handler();
            }
        }

        return 80;
    }
}

public class SecondPassHandler {

    /**
     * 第二关的下一关是 第三关
     */
    private ThirdPassHandler thirdPassHandler;

    public void setThirdPassHandler(ThirdPassHandler thirdPassHandler) {
        this.thirdPassHandler = thirdPassHandler;
    }

    //本关卡游戏得分
    private int play(){
        return 90;
    }

    public int handler(){
        System.out.println("第二关-->SecondPassHandler");

        if(play() >= 90){
            //分数>=90 并且存在下一关才进入下一关
            if(this.thirdPassHandler != null){
                return this.thirdPassHandler.handler();
            }
        }

        return 90;
    }
}

public class ThirdPassHandler {

    //本关卡游戏得分
    private int play(){
        return 95;
    }

    /**
     * 这是最后一关，因此没有下一关
     */
    public int handler(){
        System.out.println("第三关-->ThirdPassHandler，这是最后一关啦");
        return play();
    }
}

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

        FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
        SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
        ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关

        firstPassHandler.setSecondPassHandler(secondPassHandler);//第一关的下一关是第二关
        secondPassHandler.setThirdPassHandler(thirdPassHandler);//第二关的下一关是第三关

        //说明：因为第三关是最后一关，因此没有下一关
        //开始调用第一关 每一个关卡是否进入下一关卡 在每个关卡中判断
        firstPassHandler.handler();

    }
}

以上代码的缺点:
    每个关卡中都有下一关的成员变量且是不一样
	   形成链很不方便
    代码的扩展性非常不好

责任链改造

1.定义一个抽象父类或接口
2.每一个关卡都去继承或实现这个接口

抽象处理者（Handler）角色：
     定义一个处理请求的接口，包含抽象处理方法和一个后继连接。
具体处理者（Concrete Handler）角色：
     实现抽象处理者的处理方法，判断能否处理本次请求，如果可以处理请求则处理，否则将该请求转给它的后继者。
客户类（Client）角色：
    创建处理链，并向链头的具体处理者对象提交请求，它不关心处理细节和请求的传递过程。
责任链设计模式

责任链模式-示例

public abstract class AbstractHandler {

    /**
     * 下一关用当前抽象类来接收
     */
    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("第一关-->FirstPassHandler");
        int score = play();
        if(score >= 80){
            //分数>=80 并且存在下一关才进入下一关
            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("第二关-->SecondPassHandler");

        int score = play();
        if(score >= 90){
            //分数>=90 并且存在下一关才进入下一关
            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("第三关-->ThirdPassHandler");
        int score = play();
        if(score >= 95){
            //分数>=95 并且存在下一关才进入下一关
            if(this.next != null){
                return this.next.handler();
            }
        }
        return score;
    }
}


//客户类
public class HandlerClient {
    public static void main(String[] args) {

        FirstPassHandler firstPassHandler = new FirstPassHandler();//第一关
        SecondPassHandler secondPassHandler = new SecondPassHandler();//第二关
        ThirdPassHandler thirdPassHandler = new ThirdPassHandler();//第三关

        // 和上面没有更改的客户端代码相比，只有这里的set方法发生变化，其他都是一样的
        firstPassHandler.setNext(secondPassHandler);//第一关的下一关是第二关
        secondPassHandler.setNext(thirdPassHandler);//第二关的下一关是第三关

        //说明：因为第三关是最后一关，因此没有下一关

        //从第一个关卡开始
        firstPassHandler.handler();

    }
}


// 上面的方式已经是一个基本的责任链模式
// 但是我们日常会使用队列维护 责任链的队列
//下文笔者讲述责任链工厂改造模式

责任链工厂模式

我们可将各种责任链放入到一个配置文件中或枚举中
    动态的配置一个请求链
责任链工厂模式
例 
public enum GatewayEnum {
    // handlerId, 拦截者名称，全限定类名，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, "黑名单拦截", "cn.dgut.design.chain_of_responsibility.GateWay.impl.BlacklistGatewayHandler", 1, 3)),
    SESSION_HANDLER(new GatewayEntity(3, "用户会话拦截", "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 {

    /**
     * 根据 handlerId 获取配置项
     * @param handlerId
     * @return
     */
    GatewayEntity getGatewayEntity(Integer handlerId);

    /**
     * 获取第一个处理者
     * @return
     */
    GatewayEntity getFirstGatewayEntity();
}

public class GatewayImpl implements GatewayDao {

    /**
     * 初始化，将枚举中配置的handler初始化到map中，方便获取
     */
    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();
            //  没有上一个handler的就是第一个
            if (value.getPreHandlerId() == null) {
                return value;
            }
        }
        return null;
    }
}

public class GatewayHandlerEnumFactory {

    private static GatewayDao gatewayDao = new GatewayImpl();

    // 提供静态方法，获取第一个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;
        // 迭代遍历所有handler，以及将它们链接起来
        while ((nextHandlerId = tempGatewayEntity.getNextHandlerId()) != null) {
            GatewayEntity gatewayEntity = gatewayDao.getGatewayEntity(nextHandlerId);
            GatewayHandler gatewayHandler = newGatewayHandler(gatewayEntity);
            tempGatewayHandler.setNext(gatewayHandler);
            tempGatewayHandler = gatewayHandler;
            tempGatewayEntity = gatewayEntity;
        }
        //返回第一个handler
        return firstGatewayHandler;
    }

    /**
     * 反射实体化具体的处理者
     * @param firstGatewayEntity
     * @return
     */
    private static GatewayHandler newGatewayHandler(GatewayEntity firstGatewayEntity) {
        // 获取全限定类名
        String className = firstGatewayEntity.getConference(); 
        try {
            // 根据全限定类名，加载并初始化该类，即会初始化该类的静态段
            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();
    }
}
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