概要
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，在有多个对象（处理者）都可以接收请求的情况下，允许你将多个对象连接成一条处理链，请求沿着处理链进行发送。收到请求后，每个处理者均可对请求进行处理，或将其传递给链上的下个处理者。这种方式在处理一系列请求方面，提供了更灵活、可扩展的解决方案，同时避免了请求发送者和接收者之间的紧密耦合。
责任链模式的角色
- 抽象处理者（Handler）：一般为抽象类，需要包含一个成员变量来存储指向链上后继节点的引用，同时包含设置后继节点的方法以及处理请求的方法。在处理方法中，需要判断是否自行处理本次请求，还是将请求发送给后继者。
- 具体处理者（Concrete Handler）：实现抽象处理者。
- 客户类：构建处理链，并向链头的具体处理者提交请求，它不关心处理细节和请求的传递过程。
优点
- 降低耦合度：将请求发送者和接收者之间进行解耦，降低系统耦合度。
- 提高系统灵活性和扩展性：可以动态地组合责任链，增加或删除处理对象，灵活调整处理对象的顺序。
- 符合开闭原则：可以在不修改现有系统的基础上，新增新的处理对象。
缺点
- 性能问题：请求可能需要沿着链经过多个处理对象才能被处理，这可能导致性能问题。
- 不保证请求一定被处理：如果没有合适的处理对象处理请求，请求可能会一直传递到链的末尾而未被处理。
适用场景
- 当有多个对象可以处理同一个请求，具体哪个对象处理请求由运行时刻自动确定，可以使用责任链模式。
- 当需要在运行时动态地添加或删除处理对象，灵活组合和调整处理流程时，可以使用责任链模式。
- 当需要避免请求发送者和接收者之间的耦合，可以使用责任链模式。
- 当需要在不同的处理对象之间共享数据时，可以使用责任链模式。
实现案例
我们都知道在log4j2中，日志级别由低到高可分为8个级别：ALL < TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL < OFF，每个级别只会打印当前级别和以上级别的消息。我们用 INFO、WARN 、ERROR三个日志级别举例，如果日志级别为INFO，则会打印INFO、WARN 、ERROR三个级别的信息，如果日志级别为ERROR，则只会打印ERROR级别的信息。现在我们模拟这三个级别的日志输出控制器，构建一条处理链去处理不同级别的日志信息。
步骤1：抽象处理者AbstractLogger
public abstract class AbstractLogger {
public static int INFO = 1;
public static int WARN = 2;
public static int ERROR = 3;
protected int level;
//责任链中的下一个元素
protected AbstractLogger nextHandler;
public void setNext(AbstractLogger nextHandler){
this.nextHandler = nextHandler;
}
public void handleMessage(int level, String message){
//消息级别高于或等于所设置级别就打印消息
if(level >= this.level){
write(message);
}
//将请求传递给后继者
if(nextHandler !=null){
nextHandler.handleMessage(level, message);
}
}
abstract protected void write(String message);
}
步骤2：分别实现三个具体处理者ErrorConsole、WarnConsole、InfoConsole
public class ErrorConsole extends AbstractLogger {
public ErrorConsole(){
//日志级别设为ERROR
this.level = AbstractLogger.ERROR;
}
@Override
protected void write(String message) {
System.out.println("[Error Console] - " + message);
}
}
public class WarnConsole extends AbstractLogger {
public WarnConsole(){
//日志级别设为WARN
this.level = AbstractLogger.WARN;
}
@Override
protected void write(String message) {
System.out.println("[Warn Console] - " + message);
}
}
public class InfoConsole extends AbstractLogger {
public InfoConsole(){
//日志级别设为INFO
this.level = AbstractLogger.INFO;
}
@Override
protected void write(String message) {
System.out.println("[Info Console] - " + message);
}
}
步骤3：客户端构建责任链，并分别处理不同级别的日志信息
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//构建责任链，errorConsole为链头，warnConsole和infoConsole为后继节点
AbstractLogger errorConsole=new ErrorConsole();
AbstractLogger warnConsole=new WarnConsole();
AbstractLogger infoConsole=new InfoConsole();
errorConsole.setNext(warnConsole);
warnConsole.setNext(infoConsole);
//统一由责任链的链头接收请求，分别测试三种类型的信息
errorConsole.handleMessage(AbstractLogger.INFO, "INFO:正常信息");
System.out.println();
errorConsole.handleMessage(AbstractLogger.WARN, "WARN:警告信息");
System.out.println();
errorConsole.handleMessage(AbstractLogger.ERROR, "ERROR:错误消息");
}
}
测试结果
由上述代码可知，我们构建了一条责任链去处理日志信息：errorConsole -> warnConsole -> infoConsole，当输入INFO类型的信息时，首先进入errorConsole ，没有进行输出处理，随后进入warnConsole ，也没有进行输出处理，最后进入infoConsole，才进行了输出处理。同理，当输入WARN信息时，后两个处理对象都进行了处理，当输入ERROR信息时，三个处理对象都进行了输出处理。这正好符合我们前面说的，每个日志级别只会打印当前级别和以上级别的消息。
总结
通过本篇文章的学习，我们可以看出，当我们有一系列请求存在多个处理对象时，可以将这些处理对象构建成一条处理链，让请求沿着处理链依次进行传递处理，这就是责任链模式。它可以动态地组合处理链，新增和删除处理对象，同时可以随意编排处理对象的顺序，大大提升系统的灵活性和可扩展性，降低系统耦合度。当然，这种模式也存在一定的弊端，比如责任链过长带来处理的延时性，同时不能保证请求一定能得到处理，在日常开发过程中需要结合实际场景进行权衡。
希望这篇文章对你的学习有所帮助，在此感谢你的阅读！
