责任链模式——使编程更有灵活性

● 责任链模式介绍

责任链模式（Iterator Pattern)，是行为型设计模式之一。什么是“链”？我们将多个节点首位相连构成的模型称为链，比如生活中常见的锁链，就是由一个个圆角长方形的铁环串起来的结构。对于链式结构，每个节点都可以被拆开再连接，因此，链式结构也具有很好的灵活性。将这样一种结构应用于编程领域，将每一个节点看作是一个对象，每一个对象拥有不同的处理逻辑，将一个请求从链式的首端发出，沿着链的路径依次传递给每一个节点对象，直至有对此处理这个请求为止，我们将这样的一种模式称之为责任链模式，这样的解释是不是更通俗易懂呢？我们还是看看责任链模式的标准定义。

● 责任链模式的定义

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链，并沿着这条链传递该请求，只到有对象处理它为止。

● 责任链模式的使用场景

多个对象可以处理同一请求，但具体由哪个对象处理则在运行时动态决定。

在请求处理者不明确的情况下向多个对象中的一个提交一个请求。

需要动态指定一组对象处理请求。

● 责任链模式的UML类图

责任链模式的UML类图下图所示。

根据类图我们可以得出如下一个责任链模式简化版的通用模式代码。

/**
 * 抽象处理者
 */
public abstract class Handler {
    protected Handler successor;//下一节点的处理者

    public abstract void handleRequest(String condition);
}

/**
 * 具体的处理者1
 */
public class ConcreteHandler1 extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(String condition) {
        if (condition.equals("ConcreteHandler1")) {
            System.out.println("ConcreteHandler1 handled");
        } else {
            successor.handleRequest(condition);
        }
    }
}

/**
 * 具体的处理者2
 */
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(String condition) {
        if (condition.equals("ConcreteHandler2")) {
            System.out.println("ConcreteHandler2 handled");
        } else {
            successor.handleRequest(condition);
        }
    }
}

/**
 * 客户类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //构造一个ConcreteHandler1对象
        ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1();
        //构造一个ConcreteHandler2对象
        ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2();
        //设置handler1的下一个节点
        handler1.successor = handler2;
        //设置handler2的下一个节点
        handler2.successor = handler1;

        //处理请求
        handler1.handleRequest("ConcreteHandler2");
    }
}

角色介绍。

Handler：抽象处理者角色，声明一个请求处理的方法，并在其中保持一个对下一个处理节点Handler对象的引用。

ConcreteHandler：具体处理者角色，对请求进行处理，如果不能处理则将该请求转发给下一个节点上的处理对象。

上面我们说到这是一个简化版的通用的模式代码，为什么这么说呢？因为对于请求来说，其形式是固定的，就是一个字符串，而判断一个节点上的对象是否能够处理该请求的标志，则是该字符串是否与之匹配。然而在大多数情况下，责任链中的请求和对应的处理规则是不尽相同的，在这种情况下可以将请求进行封装，同时对请求的胡成立规则也进行封装作为一个独立的对象，，类图如下所示。

首先我们来看AbstractHandler抽象处理者，其生命了处理者对象处理请求的方法和获取处理级别的方法，并对具体的处理处理转发逻辑进行了实现。

/**
 * 抽象处理者
 */
public abstract class AbstractHandler {
    protected AbstractHandler nextHandler;//下一节点上的处理者对象

    public final void handleRequest(AbstractRequest request) {
        if (getHandleLevel() == request.getRequestLevel()) {
            //一致则有该处理对象处理
            handle(request);
        } else {
            //否则将该请求对象转发给下一个节点上的请求对象
            if (nextHandler != null) {
                nextHandler.handleRequest(request);
            } else {
                //当所有处理者对象均不能处理请求时输出
                System.out.println("所有的处理程序都不能处理请求");
            }
        }
    }

    /**
     * 获取处理者对象的处理级别
     *
     * @return 处理级别
     */
    protected abstract int getHandleLevel();

    /**
     * 每个处理者对象的具体处理方式
     *
     * @param request 请求者对象
     */
    protected abstract void handle(AbstractRequest request);
}

在这种情况下我们的责任转发逻辑由抽象处理类控制，而对于抽象请求者，内部也声明了一个获取请求级别的方法，与其抽象处理者中返回的处理级别保持对于，什么级别的处理逻辑就对应什么样的请求级别。

/**
 * 抽象请求者
 */
public abstract class AbstractRequest {
    private Object obj;//处理对象

    public AbstractRequest(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }

    /**
     * 获取处理的内容对象
     *
     * @return
     */
    public Object getContent() {
        return obj;
    }

    /**
     * 获取请求级别
     *
     * @return 请求级别
     */
    public abstract int getRequestLevel();
}

其他的就不多介绍了，我们分别实现了3个请求者和3个处理者对象，逻辑很简单。

/**
 * 请求者1
 */
public class Request1 extends AbstractRequest {
    public Request1(Object obj) {
        super(obj);
    }

    @Override
    public int getRequestLevel() {
        return 1;
    }
}

/**
 * 请求者2
 */
public class Request2 extends AbstractRequest {
    public Request2(Object obj) {
        super(obj);
    }

    @Override
    public int getRequestLevel() {
        return 2;
    }
}

/**
 * 请求者3
 */
public class Request3 extends AbstractRequest {
    public Request3(Object obj) {
        super(obj);
    }

    @Override
    public int getRequestLevel() {
        return 3;
    }
}

/**
 * 处理者1
 */
public class Handler1 extends AbstractHandler {
    @Override
    protected int getHandleLevel() {
        return 1;
    }

    @Override
    protected void handle(AbstractRequest request) {
        System.out.println("Handler1 handle request:" + request.getRequestLevel());

    }
}

/**
 * 处理者2
 */
public class Handler2 extends AbstractHandler {
    @Override
    protected int getHandleLevel() {
        return 2;
    }

    @Override
    protected void handle(AbstractRequest request) {
        System.out.println("Handler1 handle request:" + request.getRequestLevel());

    }
}

/**
 * 处理者3
 */
public class Handler3 extends AbstractHandler {
    @Override
    protected int getHandleLevel() {
        return 3;
    }

    @Override
    protected void handle(AbstractRequest request) {
        System.out.println("Handler1 handle request:" + request.getRequestLevel());

    }
}

下面是客户类，具体的输出结果大家可以自行尝试，这里不在介绍。

/**
 * 客户类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //构造一个3个处理者对象
        AbstractHandler handler1 = new Handler1();
        AbstractHandler handler2 = new Handler2();
        AbstractHandler handler3 = new Handler3();

        //设置当前处理者对象下一个节点处理对象
        handler1.nextHandler = handler2;
        handler2.nextHandler = handler3;

        //构造3个请求者对象
        AbstractRequest request1 = new Request1("Request1");
        AbstractRequest request2 = new Request2("Request2");
        AbstractRequest request3 = new Request3("Request3");

        //总是从链式的首端发起请求
        handler1.handleRequest(request1);
        handler1.handleRequest(request2);
        handler1.handleRequest(request3);
    }
}

● 责任链模式的简单实现

小明某天接到通知说需要出差去漂亮国进修学习新技术，小明听到这消息心中一喜，于是收拾完背包踏上了去漂亮国进修的旅途。小明去漂亮国学习一趟学习话费了近5万元，于是小明上班后的第一天就向组长申请保险费用，组长一看是笔不小的数目，他没有权限审批，于是组长就拿着票据去找部门主管，主管一看要报这么多钱，自己权限内只能批五千以下的费用，这完全超出了自己的权限范围，于是主管又跑去找经理，经理一看二话不说直接拿着票据奔向了老板的办公室，应为她也只能批一万以下的费用。类似的情况对上班族来说肯定并不少见，上的这个情景其实就是一个责任链的小例子，每一个人，准确地说是每一类人代表这条链上的一个节点，小明是请求的发起者，而老板则是处于链条顶端的类，小明从链的低端开始发出一个申请报账的请求，首先有组长处理该请求，组长对比后发现自己的权限不够于是将该请求转发给位于链中下一个节点的主管，主管对比后也发现自己的权限不够又将该请求转发给经理，而经理也基于同样的原因将请求转发给老板，这样层层转达直至请求被处理，从中大家可以看到一个显而易见的事，就是自始至终小明只与组长产生了关联，后面具体由谁处理的票据，小明并不关心，唯一在乎的就是报账的结果，责任链模式这里很好地将请求的发起者与处理者解耦。如果我们在代码中模拟这个过程也是很直观的，首先还是要声明一个抽象的领导类。

/**
 * 抽象领导者
 */
public abstract class Leader {
    private Leader nexHandler;//上一级领导处理者

    /**
     * 处理报账请求
     *
     * @param money 能批复的报账额度
     */
    public final void handleRequest(int money) {
        if (money <= limit()) {
            handle(money);
        } else {
            if (nexHandler != null)
                nexHandler.handleRequest(money);
        }
    }

    /**
     * 自身能批复的额度权限
     *
     * @return 额度
     */
    public abstract int limit();

    /**
     * 处理报账行为
     *
     * @param money 具体金额
     */
    public abstract void handle(int money);

}

在这个抽象的领导类中只做了两件事，一是定义了两个抽象接口方法来确定一个领导者应有的行为和属性，二是声明了一个处理报账的请求的方法来确定当前领导是否有能力处理报账请求，如果没有这个权限，则将该请求转发给上级领导处理。接下来则是各个领导类的实现。

/**
 * 组长
 */
public class GroupLeader extends Leader {
    @Override
    public int limit() {
        return 1000;
    }

    @Override
    public void handle(int money) {
        System.out.println("组长批复报销" + money + "元");
    }
}

/**
 * 主管
 */
public class Director extends Leader {
    @Override
    public int limit() {
        return 5000;
    }

    @Override
    public void handle(int money) {
        System.out.println("主管批复报销" + money + "元");
    }
}

/**
 * 经理
 */
public class Manager extends Leader {
    @Override
    public int limit() {
        return 10000;
    }

    @Override
    public void handle(int money) {
        System.out.println("经理批复报销" + money + "元");
    }
}

/**
 * 老板
 */
public class Boss extends Leader {
    @Override
    public int limit() {
        return Integer.MAX_VALUE;
    }

    @Override
    public void handle(int money) {
        System.out.println("老板批复报销" + money + "元");
    }
}

最后，小明从组长开始发起请求申请报账。

/**
 * 客户小明
 */
public class XiaoMing {
    public static void main(String[] args) {
        //构造各个领导对象
        GroupLeader groupLeader = new GroupLeader();
        Director director = new Director();
        Manager manager = new Manager();
        Boss boss = new Boss();
        
        //设置上一级领导处理者对象
        groupLeader.nexHandler = director;
        director.nexHandler = manager;
        manager.nexHandler = boss;

        //发起报账
        groupLeader.handleRequest(50000);
    }
}

这里大家可能会想，可不可以直接越过组长找主管报账呢？答案是肯定的，这也是责任链模式的灵活之处，请求的发起可以从责任链任何一个节点处开始，同时也可以改变责任链内部传递的规则，如主管不在，我们完成可以跳过主管直接将请求传送给经理。

对于责任链中的一个处理者对象，其中有两个行为，一是处理请求，二是将请求传送给下一个节点，不允许某个处理者对象在处理了请求后又将请求传送给上一个节点的情况。对于一条责任链来说，一个请求最终只有两张情况，一是被某个处理对象所处理，另一个是所有对象均未对其处理，对于前一种情况我们称该责任链为纯的责任链，对于后一种情况我们称为不纯的责任链，在实际应用中，我们所见到的责任链模式大多为不纯的责任链。