java设计模式解析(11) Chain责任链模式

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java设计模式解析(11)  Chain责任链模式

主要内容

1、简述

2、实现代码(Talk is cheap，Show me the code)

3、注意点

1、简述

Chain责任链模式在《设计模式之禅》定义：使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条线，并沿着这条链传递该请求，直至有对象处理它为止。

责任链的核心在“链”，由“链”上所有的成员去处理请求并返回结果。类图中各个角色定义如下：

Client：客户端向发起请求，责任链对客户端透明
Handler：责任链抽象类，负责定义处理逻辑以及组装责任链机制
ConcreteHandler：责任链中的链由多个ConcreteHandler组装而成

结合上述给伪码：

==> Handler类

 1 public abstract class Handler {
 2     private Handler nextHandler ;
 3
 4     public final Response handlerMessage(Request request){
 5         Response response = null ;
 6         // 符合自己处理
 7         if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())){
 8             response = this.echo(request) ;
 9         }
10         // 交由其他人处理
11         else if (nextHandler != null) {
12             response = nextHandler.handlerMessage(request) ;
13         }
14         return response ;
15     }
16
17     // 组装责任链
18     public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
19         this.nextHandler = nextHandler;
20     }
21
22     // 模版方法 由具体的责任链实现者定义
23     protected abstract Level getHandlerLevel();
24     protected abstract Response echo(Request request);
25 }

==> ConcreteHandler1、ConcreteHandler2、ConcreteHandler3三个类代码类似，都是实际责任链一员且通过继承Handler只需要实现自己的逻辑部分。

 1 public class ConcreteHandler1 extends Handler {
 2     @Override
 3     protected Level getHandlerLevel() {
 4         return null;
 5     }
 6
 7     @Override
 8     protected Response echo(Request request) {
 9         return null;
10     }
11 }

==> Client客户端发起请求此时包含了责任链的组装和调用实际可以增加代理简化Client操作

 1 public class Client {
 2     public static void main(String[] args) {
 3
 4         // 组装责任链
 5         ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1() ;
 6         ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2() ;
 7         ConcreteHandler3 handler3 = new ConcreteHandler3() ;
 8         handler1.setNextHandler(handler2);
 9         handler2.setNextHandler(handler3);
10
11         // 发起调用
12         Response response = handler1.handlerMessage(new Request()) ;
13     }

以上伪码显示责任链模式基本代码实现，然后实际会依据情况有很多变化。如每个链条只处理部分数据并交由后链条执行，直至责任链的终止，甚至可以没有任何返回结果，接下来小节将展示一个自动组装的责任链demo。

2、实现代码(Talk is cheap，Show me the code)

根据责任链模式设计细想，在服务提供的前置增加一个责任链，以完成签名、日志、监控、追踪等通用的任务。对于客户端完成透明，对于服务端利用JAVA SPI机制(DUBBO SPI思想)灵活组装配置责任链，而如果结合上强大的spring Bean容器，很容易完成服务框架的定制工作。

下面demo示例：

Chain: 基本责任链中的链条定义
ChainHandler：负责责任链的组装和调用逻辑
ChainLoader：利用JAVA SPI机制，加载具体责任链实现

 1 package com.nancy.chain.auto;
 2
 3
 4 public interface Chain {
 5     int HIGHEST_ORDER = Integer.MIN_VALUE ;
 6     int LOWEREST_ORDER = Integer.MAX_VALUE  ;
 7
 8     /**
 9      * 处理逻辑
10      * @param chainHandler 责任链组装
11      * @param pos 下一个触发下标
12      * @param process 实际处理逻辑
13      * @return T 返回结果
14      */
15     <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) ;
16
17     /**
18      * 配置等级 越高优先级(越小) 越优先触发
19      * @param
20      * @return
21      */
22     default Integer getOrder() {
23         return HIGHEST_ORDER ;
24     }
25
26 }

Chain.java

1 public abstract class AbstractChain implements Chain, Cloneable {
2
3 }

AbstractChain.java

 1 public class ChainHandler extends AbstractChain {
 2
 3     private List<Chain> chains ;
 4
 5     public ChainHandler(List<Chain> chains){
 6         this.chains = chains ;
 7         chains.sort(Comparator.comparingInt(Chain::getOrder));
 8     }
 9
10     private boolean hasNext(int pos){
11         return chains.size()-1 >= pos ;
12     }
13
14     public List<Chain> getChains() {
15         return chains;
16     }
17
18     public void setChains(List<Chain> chains) {
19         this.chains = chains;
20     }
21
22     @Override
23     public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
24         if(hasNext(pos)) return chainHandler.getChains().get(pos).doChain(chainHandler, ++pos, process);
25         return process.doProcess();
26     }
27 }

ChainHandler.java

1 public class ChainLoader {
2
3     public static List<Chain> loadChain(){
4         List<Chain> chains = new ArrayList<>() ;
5         ServiceLoader<Chain> serviceLoader = ServiceLoader.load(Chain.class);
6         serviceLoader.forEach(chains::add);
7         return chains ;
8     }
9 }

ChainLoader.java

package com.nancy.chain.auto.impl;

import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
import com.nancy.chain.auto.Chain;
import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
import com.nancy.chain.auto.Process;
import java.util.List;

public class HelloChain extends AbstractChain {

    @Override
    public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
        System.out.println("HelloChain被触发了");
        return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
    }

    @Override
    public Integer getOrder() {
        return LOWEREST_ORDER-1 ;
    }

}

package com.nancy.chain.auto.impl;
import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
import com.nancy.chain.auto.Process;

public class LogChain extends AbstractChain {

    @Override
    public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
        System.out.println("LogChain被触发了");
        return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
    }

    @Override
    public Integer getOrder() {
        return LOWEREST_ORDER ;
    }

}

JAVA SPI机制中的文件： META-INF/services/

com.nancy.chain.auto.impl.HelloChain
com.nancy.chain.auto.impl.LogChain

触发责任链：

package com.nancy.chain.auto;
import com.nancy.chain.auto.spi.ChainLoader;
import java.util.List;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 加载实现类
        List<Chain> chains = ChainLoader.loadChain() ;

        // 触发
        ChainHandler handler = new ChainHandler(chains) ;
        Object res = handler.doChain(handler, 0, (Process<Object>) () -> 100) ;

        // 结果
        System.out.println("结果" + res);
    }
}

结果：

HelloChain被触发了
LogChain被触发了
结果100

3、注意点

责任链模式会依据情况有很多变化。可以只由某个“链条”处理请求，或者每个链条只处理部分数据并交由后链条执行，直至责任链的终止。可以有结果返回或者没有任何返回结果。
责任链模式可以解耦客户端和服务端，方便进行逻辑叠加。与观察者模式最大不同在于前者观察者是相互对等，之间没有影响。而后者由链条串联成线，链条之间可以建立起逻辑关系，完成某个功能。
责任链模式当“链条”很长的时候会存在很大性能问题，设计之初应该考虑长度问题，长度限制在一定范围内。而责任链之间大多具有逻辑关系，不适用类似观察者模式用异步线程处理的方式。

3、注意点

[3, Zhùyì diǎn]

3, pay attention to points