责任链模式(Chain Of Responsibility Design Pattern),也叫做职责链,是将请求的发送和接收解耦,让多个接收对象都有机会处理这个请求。当有请求发生时,可将请求沿着这条链传递,直到有对象处理它为止。
其实在日常生活中,有不少使用责任链的场景。比如公司采购审批流程,需要各个部门领导的批准同意。在责任链模式中,客户端只需要将请求发送到责任链上,无须关心请求的处理细节和传递,请求会自动进行传递。
责任链模式的结构大致如下所示:
abstract Handler
:抽象处理者,定义一个处理请求的接口,内部包含抽象处理方法和后继具体处理者Handler1、Handler2
:具体处理者,具体实现抽象处理者的方法,并对请求做一些逻辑处理Client
:客户端,使用职责链模式根据上面的类图,可以实现如下代码:
/** * @description: 抽象处理类 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public abstract class Handler { private Handler successor; public Handler getSuccessor() { return successor; } public void setSuccessor(Handler successor) { this.successor = successor; } /** * 处理请求的抽象方法 * @param request 请求 */ public abstract void handleRequest(String request); } /** * @description: 具体处理者1 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public class Handler1 extends Handler{ private String handler; public Handler1(String handler) { this.handler = handler; } @Override public void handleRequest(String request) { if ("handler1".equals(request)) { System.out.println("具体处理者handler1进行请求处理"); } else { if (getSuccessor() != null) { //如果指向下一个具体处理者 getSuccessor().handleRequest(request); } else { System.out.println("没有处理者进行处理"); } } } } /** * @description: 具体处理者2 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public class Handler2 extends Handler{ private String handler; public Handler2(String handler) { this.handler = handler; } @Override public void handleRequest(String request) { if ("handler2".equals(request)) { System.out.println("具体处理者handler2进行请求处理"); } else { if (getSuccessor() != null) { getSuccessor().handleRequest(request); } else { System.out.println("请求没有被任何处理者处理"); } } } } /** * @description: 客户端类 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public class Client { public static void main(String[] args) { Handler handler1 = new Handler1("handler1"); Handler handler2 = new Handler2("handler2"); handler1.setSuccessor(handler2); handler1.handleRequest("handler1"); handler1.handleRequest("handler2"); } }
测试结果:
具体处理者handler1进行请求处理 具体处理者handler2进行请求处理
职责链模式最常见的应用就是用来开发各种框架的过滤器和拦截器,比如Spring Interceptor和Servlet Filter
Filter 可以实现对HTTP 请求的过滤功能,比如鉴权、限流、记录日志、验证参数等等。比如一些Servlet 容器(TomCat、Jetty等)就支持Filter的过滤功能。以TomCat 为例:
所以当Servlet 请求到来时,首先会经过Filter 处理,最后再到达Servlet实例。我这里选取的TomCat版本是SpringBoot自带的9.0,先来看看FilterChain
的接口:
public interface FilterChain { //Filter具体实现 void doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws IOException, ServletException; }
ApplicationFilterChain
是责任链模式的具体实现类:
public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain { private ApplicationFilterConfig[] filters = new ApplicationFilterConfig[0]; //Filter配置数组 private int pos = 0; //执行Filter的序号 private int n = 0; //目前Filter的个数 private Servlet servlet = null; public ApplicationFilterChain() { } @Override public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException, ServletException { //Filter 具体实现 //... } public static ServletRequest getLastServicedRequest() { return (ServletRequest)lastServicedRequest.get(); } public static ServletResponse getLastServicedResponse() { return (ServletResponse)lastServicedResponse.get(); } void addFilter(ApplicationFilterConfig filterConfig) { ApplicationFilterConfig[] newFilters = this.filters; int var3 = newFilters.length; for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) { ApplicationFilterConfig filter = newFilters[var4]; if (filter == filterConfig) { return; } } //增加Filter if (this.n == this.filters.length) { newFilters = new ApplicationFilterConfig[this.n + 10]; System.arraycopy(this.filters, 0, newFilters, 0, this.n); this.filters = newFilters; } this.filters[this.n++] = filterConfig; } }
和Servlet Filter类似,在Spring 中也有对应的过滤器 Interceptor。它是由Spring MVC 框架来实现,借一张来自《设计模式之美》的图片来说明:
客户端发送请求,首先会经过Servlet Filter,然后再经过Spring Interceptor,最后再到达具体的业务中。
和Filter一样,Interceptor 中也是基于责任链模式来实现的,与之相对的HandlerInterceptor
是抽象处理接口:
public interface HandlerInterceptor { default boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { return true; } default void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception { } default void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable Exception ex) throws Exception { } }
会有各种具体处理类的实现:
此外在其他框架中也存在着职责链模式的使用,比如Dubbo Filter、Netty ChannelPipeline等等
模拟在618大促期间的业务系统上线审批流程场景:
像是这些⼀线电商类的互联⽹公司,阿⾥、京东、拼多多等,在618期间都会做⼀些运营活动场景以及 提供的扩容备战,就像过年期间百度的红包⼀样。但是所有开发的这些系统都需要陆续的上线,因为临 近618有时候也有⼀些紧急的调整的需要上线,但为了保障线上系统的稳定性是尽可能的减少上线的, 也会相应的增强审批⼒度。就像⼀级响应、⼆级响应⼀样。
⽽这审批的过程在随着特定时间点会增加不同级别的负责⼈加⼊,每个⼈就像责任链模式中的每⼀个核 ⼼点。对于研发并不需要关⼼具体的审批流程处理细节,只需要知道这个上线更严格,级别也更 ⾼,但对于研发⼈员来说同样是点击相同的提审按钮,等待审核。
使用责任链模式可以将各个服务模块按照一、二、三级进行分离,每个级别可以像Filter
一样用Successor
下一个级别的方法进行调用。具体结构图如下(来自《重学Java设计模式》)
具体代码结构
│——AuthInfo.java │——AuthLink.java │ ├─business │ AuthService.java │ └─impl Level1AuthLink.java Level2AuthLink.java Level3AuthLink.java
实现代码:
/** * @description: 链路抽象审批 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public abstract class AuthLink { /**时间格式化**/ protected SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); /**级别人员ID**/ protected String levelUserId; /**级别人员姓名**/ protected String levelUserName; /**下一个链路**/ private AuthLink next; public AuthLink(String levelUserId, String levelUserName) { this.levelUserId = levelUserId; this.levelUserName = levelUserName; } public AuthLink next() { return next; } public AuthLink appendNext(AuthLink next) { this.next = next; return this; } /**每个具体处理者必须实现的方法**/ public abstract AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate); } /** * @description: 责任链中返回对象的定义 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public class AuthInfo { private String code; private String info = " "; public AuthInfo(String code, String... infos) { //...表示可变长参数,可以传入多个参数 this.code = code; for (String s : infos) { this.info = this.info.concat(s); } } public String getCode() { return code; } public void setCode(String code) { this.code = code; } public String getInfo() { return info; } public void setInfo(String info) { this.info = info; } } /** * @description: 一级审核人 * @author: wjw * @date: 2022/4/4 */ public class Level1AuthLink extends AuthLink { public Level1AuthLink(String levelUserId, String levelUserName) { super(levelUserId, levelUserName); } @Override public AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate) { Date date = AuthService.queryAuthInfo(levelUserId, orderId); if (null == date) { return new AuthInfo("0001", "单号", orderId, "状态:一级审批负责人", levelUserName); } AuthLink next = super.next(); if (null == next) { return new AuthInfo("0000", "单号", orderId, "状态:一级审批负责人", " 时间:", f.format(date), "审批人:", levelUserName); } return next.doAuth(uId, orderId, authDate); } } /** * @description: 测试类 * @author: wjw * @date: 2022/4/5 */ public class ApiTest { private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApiTest.class); @Test public void test_AuthLink() throws ParseException { AuthLink authLink = new Level3AuthLink("1000013", "王工") .appendNext(new Level2AuthLink("1000012", "张经理")) .appendNext(new Level3AuthLink("1000011", "赵总裁")); logger.info("测试结果:{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date()))); AuthService.auth("1000013", "100099800423123"); logger.info("测试结果:{}", "模拟二级审批,王工"); logger.info("测试结果:{}",JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date()))); AuthService.auth("1000012", "100099800423123"); logger.info("测试结果:{}", "模拟二级负责人审批,张经理"); logger.info("测试结果:{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date()))); AuthService.auth("1000011", "100099800423123"); logger.info("测试结果:{}", "模拟二级负责人审批,赵总裁"); logger.info("测试结果:{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date()))); } }
最后的测试结果:
10:45:14.496 [main] INFO ApiTest - 测试结果:{"code":"0001","info":" 单号:100099800423123 状态:待三级审批 王工"} 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:模拟二级审批,王工 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:{"code":"0001","info":" 单号:100099800423123 状态:待三级审批 赵总裁"} 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:模拟二级负责人审批,张经理 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:{"code":"0001","info":" 单号:100099800423123 状态:待三级审批 赵总裁"} 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:模拟二级负责人审批,赵总裁 10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果:{"code":"0000","info":" 单号: 100099800423123 状态:三级审批完成 时间:2022-04-05 10:45:14 审批人:赵总裁"}