低调编程资料

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责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)在《Head First设计模式》一书中被称为“剩下的模式”,其实使用也是蛮多的。最近在学习Netty的过程中用到了责任链模式,在此反过头来重温一下责任链模式。本文教你如何优雅地使用责任链模式。

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)在《Head First设计模式》一书中被称为“剩下的模式”,其实使用也是蛮多的。最近在学习Netty的过程中用到了责任链模式,在此反过头来重温一下责任链模式。

当你想要让一个以上的对象有机会能够处理某个请求的时候,就使用责任链模式。

一、场景

借用《Head First设计模式》书中的典型场景:需要处理四种类型的电子邮件,第一种类型是粉丝寄来的信,表示他们喜欢新推出的游戏;第二种类型是父母寄来的信,他们抱怨孩子总是沉迷游戏而忘记做作业;第三种类型是店家希望在其他地方也摆放糖果机;第四种类型是垃圾邮件。现在已经可以根据邮件内容确定收到的邮件属于哪种类型,需要设计一个程序来处理这些邮件。

Talk is cheap. Show me the code.直接用代码来说话吧。

用枚举来定义四种类型的邮件:

public enum EmailEnum {     SPAM_EMAIL(1, "Spam_Email"),     FAN_EMAIL(2, "Fan_Email"),     COMPLAINT_EMAIL(3, "Complaint_Email"),     NEW_LOC_EMAIL(4, "New_Loc_Email");      private Integer code;     private String desc;      EmailEnum(Integer code, String desc) {         this.code = code;         this.desc = desc;     }      public Integer getCode() {         return code;     }      public String getDesc() {         return desc;     } } 

假设邮件有两个属性:邮件类型和邮件内容,定义邮件:

public class Email {     int type;     String content;      public Email(int type, String content) {         this.type = type;         this.content = content;     }      public int getType() {         return type;     }      public String getContent() {         return content;     } } 

二、不使用责任链模式

如果不采用责任链模式?使用EmailHandler这个类来统一处理上述四种邮件,程序是这样子的:

public class EmailHandler {      public void handleEmai(Email email) {         if (EmailEnum.SPAM_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             // 处理垃圾邮件             handleSpamEmail(email);         } else if (EmailEnum.FAN_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             // 处理粉丝邮件             handleFanEmail(email);         } else if (EmailEnum.COMPLAINT_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             // 处理抱怨邮件             handleComplaintEmail(email);         } else {             // 处理新增邮件             handleNewLocEmail(email);         }     }      private void handleNewLocEmail(Email email) {         System.out.println("handleNewLocEmail...");         // 处理代码省略     }      private void handleComplaintEmail(Email email) {         System.out.println("handleComplaintEmail...");         // 处理代码省略     }      private void handleFanEmail(Email email) {         System.out.println("handleFanEmail...");         // 处理代码省略     }      public void handleSpamEmail(Email email) {         System.out.println("handleSpamEmail...");         // 处理代码省略     } } 

这个类虽然强大,但是是不够优雅的:

(1)EmailHandler类较为庞大,各种类型邮件的处理都集中在一个类中,违反了“单一职责原则”。

(2)如果之后增加新的邮件类型、删除某一种邮件类型,或者有其他新功能的拓展,都必须修改源代码并进行严格测试,违反了“开闭原则”。

开放-关闭原则:类应该对扩展开放,对修改关闭。

三、使用责任链模式

如何进行改进呢?那就是使用责任链模式,为某个请求创建一个对象链。每个对象按照顺序检查这个请求,并对其处理,或者将它传递给链中的下一个对象。在本例中,当收到电子邮件的时候,先进入第一个处理器SpamHandler,如果SpamHandler无法处理,就将它传给FanHandler,以此类推…

本例使用责任链模式的结构图如图所示:
低调编程

Handler是一个抽象的处理器,是一个抽象类。抽象类中定义了一个抽象处理器的对象successor,通过该引用,可以形成一条责任链。抽象类中还定义了抽象处理请求的的方法handleRequest()。代码如下:

public abstract class Handler {     protected Handler successor;      public void setSuccessor(Handler successor) {         this.successor = successor;     }      public abstract void handleRequest(Email email); } 

SpamHandler、FanHandler、ComplaintHandler和NewLocHandler是具体的处理器,继承抽象类Handler,用来处理具体的邮件请求。处理细节:处理之前要进行类型的判断,看是否能够处理该请求,如果可以处理就处理,否则就转发给后继的处理器去处理。代码如下:

SpamHandler

public class SpamHandler extends Handler{     @Override     public void handleRequest(Email email) {         if (EmailEnum.SPAM_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             //处理请求             System.out.println("SpamHandler handleRequest...");         }         else {             this.successor.handleRequest(email);  //转发请求         }     } } 

FanHandler

public class FanHandler extends Handler{     @Override     public void handleRequest(Email email) {         if (EmailEnum.FAN_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             //处理请求             System.out.println("FanHandler handleRequest...");         }         else {             this.successor.handleRequest(email);  //转发请求         }     } } 

ComplaintHandler

public class ComplaintHandler extends Handler{     @Override     public void handleRequest(Email email) {         if (EmailEnum.COMPLAINT_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             //处理请求             System.out.println("ComplaintHandler handleRequest...");         }         else {             this.successor.handleRequest(email);  //转发请求         }     } } 

NewLocHandler

public class NewLocHandler extends Handler{     @Override     public void handleRequest(Email email) {         if (EmailEnum.NEW_LOC_EMAIL.getCode().equals(email.getType())) {             //处理请求             System.out.println("NewLocHandler handleRequest...");         }         else {             this.successor.handleRequest(email);  //转发请求         }     } } 

需要注意的是,责任链模式并不创建责任链,责任链的创建工作必须由系统的其他部分来完成,一般是在使用该责任链的客户端中创建责任链。责任链模式降低了请求的发送端和接收端之间的耦合,使多个对象都有机会处理这个请求。下面编写测试类进行测试:

public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 创建邮件处理请求         Email email1 = new Email(1,"aaa");         Email email2 = new Email(2,"bbb");         Email email3 = new Email(3,"ccc");         Email email4 = new Email(4,"ddd");         // 创建Handler         SpamHandler handler1 = new SpamHandler();         FanHandler handler2 = new FanHandler();         ComplaintHandler handler3 = new ComplaintHandler();         NewLocHandler handler4 = new NewLocHandler();         // 创建责任链         handler1.setSuccessor(handler2);         handler2.setSuccessor(handler3);         handler3.setSuccessor(handler4);         // 处理请求         handler1.handleRequest(email1);         handler1.handleRequest(email2);         handler1.handleRequest(email3);         handler1.handleRequest(email4);     } } 

在代码中创建四种类型的邮件用于处理,创建了四种不同的处理器(SpamHandler、FanHandler、ComplaintHandler、NewLocHandler),形成“handler1 -> handler2 -> handler3 -> handler4”的责任链,使用这条责任链处理四种类型的邮件。运行结构如下:
低调编程

这样处理之后,明显使得请求发送者和接受者解耦;每个实现类都有自己明确且独一无二的职责;如果增加一个类型,只需要再增加一个具体类去继承Handler,书写自己的处理逻辑,在责任链中进行添加;如果删除某种类型的,只需要在构建责任链的时候,把它删除就可以了,实现动态增加或者删除责任,符合设计模式的原则。

四、总结

责任链模式通过建立一条链来组织请求的处理者,请求将沿着链进行传递,请求发送者无须知道请求在何时、何处以及如何被处理,实现了请求发送者与处理者的解耦。在软件开发中,如果遇到有多个对象可以处理同一请求时可以应用责任链模式,例如在Web应用开发中创建一个过滤器链来对请求数据进行过滤,在工作流系统中实现公文的分级审批等等,使用责任链模式可以较好地解决此类问题。

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