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学学设计模式(11)责任链模式

定义

责任链模式是一种对象的行为模式。在责任链模式里,很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递,直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求,这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织和分配责任。

击鼓传花

击鼓传花是一种热闹而又紧张的饮酒游戏。在酒宴上宾客依次坐定位置,由一人击鼓,击鼓的地方与传花的地方是分开的,以示公正。开始击鼓时,花束就开始依次传递,鼓声一落,如果花束在某人手中,则该人就得饮酒。

比如说,贾母、贾赦、贾政、贾宝玉和贾环是五个参加击鼓传花游戏的传花者,他们组成一个环链。击鼓者将花传给贾母,开始传花游戏。花由贾母传给贾赦,由贾赦传给贾政,由贾政传给贾宝玉,又贾宝玉传给贾环,由贾环传回给贾母,如此往复,如下图所示。当鼓声停止时,手中有花的人就得执行酒令。

img1.png

击鼓传花便是责任链模式的应用。责任链可能是一条直线、一个环链或者一个树结构的一部分。

结构

责任链模式中有如下角色:

  • 抽象处理者(Handler)角色:定义出一个处理请求的接口。如果需要,接口可以定义出一个方法以设定和返回对下家的引用。这个角色通常由一个Java抽象类或者Java接口实现。上图中 Handler 类的聚合关系给出了具体子类对下家的引用,抽象方法 handleRequest() 规范了子类处理请求的操作。
  • 具体处理者(ConcreteHandler)角色:具体处理者接到请求后,可以选择将请求处理掉,或者将请求传给下家。由于具体处理者持有对下家的引用,因此,如果需要,具体处理者可以访问下家。

img2.png

代码实现

我们以一个实际的应用场景来看看代码如何实现责任链模式:

场景:申请聚餐费用。

很多公司都有这样的福利,就是项目组可以向公司申请一些聚餐费用,用于聚餐活动。

申请的流程一般是:由申请人先填写申请单,然后交给领导审批,如果申请批准下来,领导会通知申请人审批通过,然后申请人去财务领取费用,如果没有批准下来,领导会通知申请人审批未通过,此事也就此作罢。

不同级别的领导,对于审批的额度是不一样的,比如,项目经理只能审批 500 元以内的申请;部门经理能审批 1000 元以内的申请;而总经理可以审核任意额度的申请。

也就是说,当某人提出聚餐费用申请的请求后,该请求会经由项目经理、部门经理、总经理之中的某一位领导来进行相应的处理,但是提出申请的人并不知道最终会由谁来处理他的请求,一般申请人是把自己的申请提交给项目经理,或许最后是由总经理来处理他的请求。

可以使用责任链模式来实现上述功能:当某人提出聚餐费用申请的请求后,该请求会在项目经理→部门经理→总经理这样一条领导处理链上进行传递,发出请求的人并不知道谁会来处理他的请求,每个领导会根据自己的职责范围,来判断是处理请求还是把请求交给更高级别的领导,只要有领导处理了,传递就结束了。

需要把每位领导的处理独立出来,实现成单独的职责处理对象,然后为它们提供一个公共的、抽象的父职责对象,这样就可以在客户端来动态地组合职责链,实现不同的功能要求了。

这个场景的类图如下:

img3.png

代码如下:

抽象处理者角色:

public abstract class Handler {
    /**
     * 持有下一个处理请求的对象
     */
    protected Handler successor = null;
    /**
     * 取值方法
     */
    public Handler getSuccessor() {
        return successor;
    }
    /**
     * 设置下一个处理请求的对象
     */
    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }
    /**
     * 处理聚餐费用的申请
     * @param user    申请人
     * @param fee    申请的钱数
     * @return        成功或失败的具体通知
     */
    public abstract String handleFeeRequest(String user , double fee);
}

具体处理者角色:

//--------------项目经理
public class ProjectManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {

        String str = "";
        //项目经理权限比较小,只能在500以内
        if(fee < 500)
        {
            //为了测试,简单点,只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功:项目经理同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败:项目经理不同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //超过500,继续传递给级别更高的人处理
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }
}
//----------------部门经理
public class DeptManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {

        String str = "";
        //部门经理的权限只能在1000以内
        if(fee < 1000)
        {
            //为了测试,简单点,只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功:部门经理同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败:部门经理不同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //超过1000,继续传递给级别更高的人处理
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }
}
//-------------总经理
public class GeneralManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {

        String str = "";
        //总经理的权限很大,只要请求到了这里,他都可以处理
        if(fee >= 1000)
        {
            //为了测试,简单点,只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功:总经理同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败:总经理不同意【" + user + "】的聚餐费用,金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //如果还有后继的处理对象,继续传递
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }
}

客户端:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //先要组装责任链
        Handler h1 = new GeneralManager();
        Handler h2 = new DeptManager();
        Handler h3 = new ProjectManager();
        h3.setSuccessor(h2);
        h2.setSuccessor(h1);

        //开始测试
        String test1 = h3.handleFeeRequest("张三", 300);
        System.out.println("test1 = " + test1);
        String test2 = h3.handleFeeRequest("李四", 300);
        System.out.println("test2 = " + test2);
        System.out.println("---------------------------------------");

        String test3 = h3.handleFeeRequest("张三", 700);
        System.out.println("test3 = " + test3);
        String test4 = h3.handleFeeRequest("李四", 700);
        System.out.println("test4 = " + test4);
        System.out.println("---------------------------------------");

        String test5 = h3.handleFeeRequest("张三", 1500);
        System.out.println("test5 = " + test5);
        String test6 = h3.handleFeeRequest("李四", 1500);
        System.out.println("test6 = " + test6);
    }
}

运行结果如下:

img4.png

纯的与不纯的责任链模式

一个纯的责任链模式要求一个具体的处理者对象只能在两个行为中选择一个:一是承担责任,而是把责任推给下家。不允许出现某一个具体处理者对象在承担了一部分责任后又把责任向下传的情况。

在一个纯的责任链模式里面,一个请求必须被某一个处理者对象所接收;在一个不纯的责任链模式里面,一个请求可以最终不被任何接收端对象所接收。

纯的责任链模式的实际例子很难找到,一般看到的例子均是不纯的责任链模式的实现。有些人认为不纯的责任链根本不是责任链模式,这也许是有道理的。但是在实际的系统里,纯的责任链很难找到。如果坚持责任链不纯便不是责任链模式,那么责任链模式便不会有太大意义了。

模式分析

优点
  • 降低耦合度
  • 可简化对象的相互连接
  • 增强给对象指派职责的灵活性
  • 增加新的请求处理类很方便
缺点
  • 不能保证请求一定被接收
  • 系统性能将受到一定影响,而且在进行代码调试时不太方便;可能会造成循环调用

适用场景

  • 有多个对象可以处理同一个请求,具体哪个对象处理该请求由运行时刻自动确定。
  • 在不明确指定接收者的情况下,向多个对象中的一个提交一个请求。
  • 可动态指定一组对象处理请求。

在 Android 中的应用

Android 中的事件拦截机制就用到了责任链模式。在处理点击事件时,父 View 先接收到点击事件,如果父 View 不处理则交给子 View,依次往下传递。

参考资料

设计模式(十二)责任链模式

《JAVA与模式》之责任链模式