职责链模式

2024-03-02 12:12:28

1. OA 系统采购审批需求

学校 OA 系统的采购审批项目：需求是采购员采购教学器材

如果金额小于等于 5000，由教学主任审批 (0<=x<=5000)
如果金额小于等于 10000, 由院长审批 (5000<x<=10000)
如果金额小于等于 30000，由副校长审批 (10000<x<=30000)
如果金额超过 30000 以上，由校长审批 ( 30000<x)

传统方案解决 OA 系统审批

类图:

传统方式是：接收到一个采购请求后，根据采购金额来调用对应的 Approver (审批人)完成审批

传统方案解决 OA 系统审批问题分析

传统方式的问题分析 : 客户端这里会使用到分支判断(比如 switch) 来对不同的采购请求处理，这样就存在如下问题
- 如果各个级别的人员审批金额发生变化，在客户端的也需要变化
- 客户端必须明确的知道有多少个审批级别和访问
这样对一个采购请求进行处理和 Approver (审批人) 就存在强耦合关系，不利于代码的扩展和维护
解决方案 ==> 职责链模式

2. 职责链模式基本介绍

职责链模式(Chain of Responsibility Pattern)，又叫责任链模式，为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式对请求的发送者和接收者进行解耦
职责链模式通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推
责任链模式使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关
系。将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止
这种类型的设计模式属于行为型模式

示意图:

类图:

Handler：抽象的处理者，定义了一个处理请求的接口，同时该类中聚合了另外一个 Handler 对象
ConcreteHandlerA 、ConcreteHandlerB 是具体的处理者，处理它自己负责的请求，可以访问它的后继者(即下一个处理者)，如果可以处理当前请求，则处理，否则就将该请求交个后继者去处理，从而形成一个职责链
Request ：含义很多属性，表示一个请求

3.职责链模式解决 OA 系统审批

应用实例要求：编写程序完成学校 OA 系统的采购审批项目，采购员采购教学器材的需求如下

如果金额小于等于 5000，由教学主任审批
如果金额小于等于 10000，由院长审批
如果金额小于等于 30000，由副校长审批
如果金额超过 30000 以上，有校长审批

类图:

代码实现:

实体类，表示购买请求

//请求类
public class PurchaseRequest {

	private int type = 0; // 请求类型
	private float price = 0.0f; // 请求金额
	private int id = 0;

	// 构造器
	public PurchaseRequest(int type, float price, int id) {
		this.type = type;
		this.price = price;
		this.id = id;
	}

	public int getType() {
		return type;
	}

	public float getPrice() {
		return price;
	}

	public int getId() {
		return id;
	}

}

审批者的抽象父类，里面聚合了一个 Approver 对象，构成一条责任链

public abstract class Approver {

	Approver approver; // 下一个处理者
	String name; // 名字

	public Approver(String name) {
		this.name = name;
	}

	// 下一个处理者
	public void setApprover(Approver approver) {
		this.approver = approver;
	}

	// 处理审批请求的方法，得到一个请求, 处理是子类完成，因此该方法做成抽象
	public abstract void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest);

}

各个职责的具体实现类(具体的处理着)

/**系主任*/
public class DepartmentApprover extends Approver {

	public DepartmentApprover(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
		if (purchaseRequest.getPrice() <= 5000) {
			System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
		} else {
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}

}

/**院长*/
public class CollegeApprover extends Approver {

	public CollegeApprover(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
		if (purchaseRequest.getPrice() < 5000 && purchaseRequest.getPrice() <= 10000) {
			System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
		} else {
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}
}

/**副校长*/
public class ViceSchoolMasterApprover extends Approver {

	public ViceSchoolMasterApprover(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
		if (purchaseRequest.getPrice() < 10000 && purchaseRequest.getPrice() <= 30000) {
			System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
		} else {
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}
}

/**校长*/
public class SchoolMasterApprover extends Approver {

	public SchoolMasterApprover(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void processRequest(PurchaseRequest purchaseRequest) {
		if (purchaseRequest.getPrice() > 30000) {
			System.out.println(" 请求编号 id= " + purchaseRequest.getId() + " 被 " + this.name + " 处理");
		} else {
			approver.processRequest(purchaseRequest);
		}
	}
}

测试代码

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个请求
		PurchaseRequest purchaseRequest = new PurchaseRequest(1, 31000, 1);

		// 创建相关的审批人
		DepartmentApprover departmentApprover = new DepartmentApprover("张主任");
		CollegeApprover collegeApprover = new CollegeApprover("李院长");
		ViceSchoolMasterApprover viceSchoolMasterApprover = new ViceSchoolMasterApprover("王副校");
		SchoolMasterApprover schoolMasterApprover = new SchoolMasterApprover("佟校长");

		// 需要将各个审批级别的下一个设置好 (处理人构成环形: )
		departmentApprover.setApprover(collegeApprover);
		collegeApprover.setApprover(viceSchoolMasterApprover);
		viceSchoolMasterApprover.setApprover(schoolMasterApprover);
		schoolMasterApprover.setApprover(departmentApprover);

		departmentApprover.processRequest(purchaseRequest);
		viceSchoolMasterApprover.processRequest(purchaseRequest);
	}

}

总结: 各个职责的处理者形成环状,依次向下判断执行,(条件一定要设置好)

4. Spring MVC 源码分析

spring mvc 的请求流程示意图:

通过上图可以看到, 在DispatcherServlet 中, 在调用请求对应的Handler 处理前后, 会先执行拦截器链中的各个方法,完成相应的操作

源码追踪

在 DispatcherServlet 中的核心处理方法 doDispatch 方法中, 对请求处理的前后进行拦截器链的调用

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
	HttpServletRequest processedRequest = request;
	HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
	boolean multipartRequestParsed = false;

	WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

	try {
		ModelAndView mv = null;
		Exception dispatchException = null;

		try {
			processedRequest = checkMultipart(request);
			multipartRequestParsed = processedRequest != request;

			// Determine handler for the current request.
			mappedHandler = getHandler(processedRequest);
			if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
				noHandlerFound(processedRequest, response);
				return;
			}

			// Determine handler adapter for the current request.
			HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

			// Process last-modified header, if supported by the handler.
			String method = request.getMethod();
			boolean isGet = "GET".equals(method);
			if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
				long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
				if (logger.isDebugEnabled()) {
					String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
					logger.debug("Last-Modified value for [" + requestUri + "] is: " + lastModified);
				}
				if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
					return;
				}
			}

			if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
				return;
			}

			try {
				// Actually invoke the handler.
				mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
			}
			finally {
				if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
					return;
				}
			}

			applyDefaultViewName(request, mv);
			mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
		}
		catch (Exception ex) {
			dispatchException = ex;
		}
		processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
	}
	catch (Exception ex) {
		triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
	}
	catch (Error err) {
		triggerAfterCompletionWithError(processedRequest, response, mappedHandler, err);
	}
	finally {
		if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
			// Instead of postHandle and afterCompletion
			mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
			return;
		}
		// Clean up any resources used by a multipart request.
		if (multipartRequestParsed) {
			cleanupMultipart(processedRequest);
		}
	}
}

如下几点:

HandlerExecutionChain mappedHandler = null;：表示 Handler 执行链
mappedHandler = getHandler(processedRequest);：通过请求参数(processedRequest)初始化 mappedHandler
mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)：执行 applyPreHandle() 方法
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);：执行 applyPostHandle() 方法

总结:

SpringMVC 请求的流程图中，执行了拦截器相关方法：interceptor.preHandler() 、interceptor.preHandler() 等等
在处理SpringMvc请求时，使用到职责链模式，还使用到适配器模式
HandlerExecutionChain 主要负责的是请求拦截器的执行和请求处理，但是他本身不处理请求，只是将请求分配给链上注册处理器执行，这是职责链实现方式，减少职责链本身与处理逻辑之间的耦合，规范了处理流程
HandlerExecutionChain 维护了 HandlerInterceptor 的集合，可以向其中注册相应的拦截器

5. 职责链模式的总结

将请求和处理分开，实现解耦，提高系统的灵活性
简化了对象，使对象不需要知道链的结构
性能会受到影响，特别是在链比较长的时候，因此需控制链中最大节点数量，一般通过在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext()方法中判断是否已经超过阀值，超过则不允许该链建立，避免出现超长链将会无意识地破坏系统性能
调试不方便。采用了类似递归的方式，调试时逻辑可能比较复杂
最佳应用场景：有多个对象可以处理同一个请求时，比如：多级请求、请假、加薪等审批流程、 Java Web中Tomcat对Encoding的处理、拦截器,

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1. OA 系统采购审批需求

2. 职责链模式基本介绍

3.职责链模式解决 OA 系统审批

4. Spring MVC 源码分析

5. 职责链模式的总结

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