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责任链设计模式知多少

我的身前一尺是我的世界 2023-06-12 00:00:03
简介责任链设计模式知多少

目录

目标

概述

实现

单向设计模式

双向设计模式

目标

熟悉责任链设计模式，了解责任链设计模式的使用场景、具体实现，单链责任链设计模式和双链责任链设计模式的区别。

概述

一、行为设计模式

行为设计模式是设计模式的一种类型。该类型的设计模式关注的重点在于对象的行为（通信和交互），而非对象的创建方式。较为常见的行为设计模式有：观察者模式、策略模式、命令模式、责任链模式等。优点是减少了对象之间的耦合度。

二、责任链模式

请求可能被一个对象（或处理器）或者多个相似的对象（或处理器）处理。责任链模式将多个对象串成一条链，使得请求沿着一条链传递，直到有一个对象能够处理该请求。由此看来，每个对象都有机会处理请求，所以这种模式使得请求的发送者和对象之间的耦合度降低，从而提高了代码的扩展性和可维护性。

优点：

  • 使请求的发送者和请求的处理对象（处理器）耦合度降低。
  • 动态调整处理对象，可以根据需求新增，删除责任链上的对象，也可以灵活定义对象在链上的排列顺序。

缺点：

  • 责任链过长可能会使得处理请求的速度变慢，影响性能。
  • 可能存在无法处理请求的情况。

三、单向责任链模式和双向责任链模式的区别

责任链模式将多个对象串成一条链，因此有了前驱对象和后继对象。其中：

单向责任链模式双向责任链模式
责任范围只能将请求传递给链上的下一个对象。能将请求传递给链上的任意对象。
优点实现简单，容易维护。支持请求的回溯和撤销，处理请求更灵活。
缺点只适用于简单的顺序传递请求。实现复杂，不易维护。需要更多的内存空间。

四、使用场景

  • 多个对象处理同一个请求时存在优先级关系。
  • 在不同的时间处理不同的部分。
  • 处理同一个请求的多个对象可以被动态改变。

五、列举责任链模式在成熟的框架中的应用

  • Java Servlet API中的Filter过滤器链。
  • Spring Framework中的拦截器链（Interceptor Chain）。
  • Netty中的ChannelHandler链。

实现

单向设计模式

需求

员工提交报销单申请报销，其中：

  1. 1000元（含）以下由直接主管审批。
  2. 1000元以上5000元（含）以下由部门经理审批。
  3. 5000元以上由总裁批准。

代码

处理器类

package com.ctx.chain.one;

import java.math.BigDecimal;

// CEO处理器
public class CEOHandler extends ExpenseHandler {
    // 5000元以上的报销由CEO处理
    private static final BigDecimal MINIMUM_APPROVAL_AMOUNT = new BigDecimal(5000);

    @Override
    public void handleExpense(BigDecimal amount) {
        if (amount.compareTo(MINIMUM_APPROVAL_AMOUNT) > 0) {
            System.out.println("CEO审批通过，报销金额为：" + amount);
        } else {
            System.out.println("报销金额太小，不需要CEO审批，报销金额为：" + amount);
        }
    }
}
package com.ctx.chain.one;

import java.math.BigDecimal;

// 部门经理处理器
public class DepartmentManagerHandler extends ExpenseHandler {
    // 1000元以上5000元（含）以下的报销由部门经理处理
    private static final BigDecimal MAXIMUM_APPROVAL_AMOUNT = new BigDecimal(5000);
    private static final BigDecimal MINIMUM_APPROVAL_AMOUNT = new BigDecimal(1000);

    @Override
    public void handleExpense(BigDecimal amount) {
        if (amount.compareTo(MINIMUM_APPROVAL_AMOUNT) > 0 && amount.compareTo(MAXIMUM_APPROVAL_AMOUNT) <= 0) {
            System.out.println("部门经理审批通过，报销金额为：" + amount);
        } else {
            successor.handleExpense(amount);
        }
    }
}
package com.ctx.chain.one;

import java.math.BigDecimal;

// 直接主管处理器
public class DirectSupervisorHandler extends ExpenseHandler {
    // 1000元（含）以下的报销由直接主管处理
    private static final BigDecimal MAXIMUM_APPROVAL_AMOUNT = new BigDecimal(1000);

    @Override
    public void handleExpense(BigDecimal amount) {
        if (amount.compareTo(MAXIMUM_APPROVAL_AMOUNT) <= 0) {
            System.out.println("直接主管审批通过，报销金额为：" + amount);
        } else {
            successor.handleExpense(amount);
        }
    }
}

处理器抽象类 

package com.ctx.chain.one;

import java.math.BigDecimal;

// 责任链模式中的抽象处理器
public abstract class ExpenseHandler {
    protected ExpenseHandler successor;

    // 设置下一个处理器
    public void setSuccessor(ExpenseHandler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    // 处理报销请求的方法
    public abstract void handleExpense(BigDecimal amount);

}

调用类 

package com.ctx.chain.one;

import java.math.BigDecimal;
//调用类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ExpenseHandler directSupervisorHandler = new DirectSupervisorHandler();
        ExpenseHandler departmentManagerHandler = new DepartmentManagerHandler();
        ExpenseHandler ceoHandler = new CEOHandler();

        directSupervisorHandler.setSuccessor(departmentManagerHandler);
        departmentManagerHandler.setSuccessor(ceoHandler);

        BigDecimal expenseAmount1 = new BigDecimal(500);
        BigDecimal expenseAmount2 = new BigDecimal(1500);
        BigDecimal expenseAmount3 = new BigDecimal(6000);

        directSupervisorHandler.handleExpense(expenseAmount1);
        directSupervisorHandler.handleExpense(expenseAmount2);
        directSupervisorHandler.handleExpense(expenseAmount3);
    }
}

双向设计模式

需求

以受理用户投诉为案例，其中：

  1. 用户发起投诉，客服受理，客服可以选择：驳回、指派给运维人员，已解决。
  2. 运维人员处理投诉，可以选择：已解决，指派给运维主管。
  3. 运维主管处理投诉，可以选择：已解决，未解决。且不管是否解决，该投诉会下发至部门经理。
  4. 部门经理处理投诉，可以选择：满意，不满意。不满意则驳回至运维主管，满意则下发至客服。

需求流程图 

代码

投诉实体类

package com.ctx.chain.two;
public class Complaint {
    private String id;
    private String content;
    private String status;

    public Complaint(String id ,String content,String status) {
        setId(id);
        setContent(content);
        setStatus(status);
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getStatus() {
        return status;
    }

    public void setStatus(String status) {
        this.status = status;
    }
}

处理器抽象类

package com.ctx.chain.two;

public abstract class ComplaintHandler {
    protected String name;                   //处理器名称
    protected ComplaintHandler prevHandler;  //前一个处理器
    protected ComplaintHandler nextHandler;  //后一个处理器

    public ComplaintHandler(String name) {
        this.name = name;
    }
    public ComplaintHandler() {
    }
    public void setPrevHandler(ComplaintHandler prevHandler) {
        this.prevHandler = prevHandler;
    }

    public void setNextHandler(ComplaintHandler nextHandler) {
        this.nextHandler = nextHandler;
    }

    public abstract void handleComplaint(Complaint complaint);    //处理投诉的抽象方法
}

处理器类

package com.ctx.chain.two.handler;

import com.ctx.chain.two.Complaint;
import com.ctx.chain.two.ComplaintHandler;

import java.util.Scanner;

/**
 * 客服
 */
public class CustomerServiceHandler extends ComplaintHandler {

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

    @Override
    public void handleComplaint(Complaint complaint) {
        System.out.println("客服接收到投诉，编号为" + complaint.getId() + "，内容为" + complaint.getContent());
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请选择操作：1.驳回，2.指派运维人员，3.已解决。");
        int choice = scanner.nextInt();
        switch (choice) {
            case 1:
                complaint.setStatus("已驳回");
                System.out.println("投诉已驳回");
                break;
            case 2:
                System.out.println("请选择运维人员：1.张三，2.李四");
                int handlerChoice = scanner.nextInt();
                if (handlerChoice == 1) {
                    this.nextHandler = new OperatorHandler("张三");
                    this.nextHandler.setPrevHandler(this);
                } else if (handlerChoice == 2) {
                    this.nextHandler = new OperatorHandler("李四");
                    this.nextHandler.setPrevHandler(this);
                }
                this.nextHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            case 3:
                complaint.setStatus("已解决");
                System.out.println("投诉已解决");
                break;
            default:
                System.out.println("无效操作");
                break;
        }
    }
}
package com.ctx.chain.two.handler;

import com.ctx.chain.two.Complaint;
import com.ctx.chain.two.ComplaintHandler;

import java.util.Scanner;

/**
 * 部门经理
 */
public class DepartmentManagerHandler extends ComplaintHandler {

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

    public DepartmentManagerHandler() {
        super();
    }

    @Override
    public void handleComplaint(Complaint complaint) {
        System.out.println("部门经理" + this.name + "接收到投诉，编号为" + complaint.getId() + "，内容为" + complaint.getContent()+"问题："+complaint.getStatus());
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请选择处理意见：1.满意，2.不满意");
        int choice = scanner.nextInt();
        switch (choice) {
            case 1:
                complaint.setStatus("已处理");
                System.out.println("处理意见已派发给客服");
                this.nextHandler = new CustomerServiceHandler();
                this.nextHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            case 2:
                complaint.setStatus("驳回");
                System.out.println("处理意见已驳回给运维主管");
                this.prevHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            default:
                System.out.println("无效操作");
                break;
        }
    }
}
package com.ctx.chain.two.handler;

import com.ctx.chain.two.Complaint;
import com.ctx.chain.two.ComplaintHandler;

import java.util.Scanner;

/**
 * 运维人员
 */
public class OperatorHandler extends ComplaintHandler {

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

    public OperatorHandler() {
        super();
    }

    @Override
    public void handleComplaint(Complaint complaint) {
        System.out.println("运维人员" + this.name + "接收到投诉，编号为" + complaint.getId() + "，内容为" + complaint.getContent());
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请选择操作：1.解决，2.转交给主管");
        int choice = scanner.nextInt();
        switch (choice) {
            case 1:
                complaint.setStatus("已解决");
                System.out.println("投诉已解决");
                this.prevHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            case 2:
                this.nextHandler = new SupervisorHandler("主管");
                //设置：运维主管的前驱处理器是运维人员
                this.nextHandler.setPrevHandler(this);
                this.nextHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            default:
                System.out.println("无效操作");
                break;
        }
    }
}
package com.ctx.chain.two.handler;

import com.ctx.chain.two.Complaint;
import com.ctx.chain.two.ComplaintHandler;

import java.util.Scanner;

/**
 * 运维主管
 */
public class SupervisorHandler extends ComplaintHandler {

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

    public SupervisorHandler() {
        super();
    }

    @Override
    public void handleComplaint(Complaint complaint) {
        System.out.println("运维主管" + this.name + "接收到投诉，编号为" + complaint.getId() + "，内容为" + complaint.getContent());
        //this.nextHandler = new DepartmentManagerHandler();
        //this.nextHandler.setPrevHandler(this);
        //this.nextHandler.handleComplaint(complaint);

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请选择操作：1.解决，2.转交给部门经理。");
        int choice = scanner.nextInt();
        switch (choice) {
            case 1:
                complaint.setStatus("已解决");
                System.out.println("投诉已解决");
                this.nextHandler = new DepartmentManagerHandler("陈天相");
                //设置：部门经理的前驱处理器是运维主管
                this.nextHandler.setPrevHandler(this);
                nextHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            case 2:
                complaint.setStatus("未解决");
                System.out.println("投诉未解决");
                this.nextHandler = new DepartmentManagerHandler("陈天相");
                //设置：部门经理的前驱处理器是运维主管
                this.nextHandler.setPrevHandler(this);
                nextHandler.handleComplaint(complaint);
                break;
            default:
                System.out.println("无效操作");
                break;
        }
    }
}

调用类

package com.ctx.chain.two;

import com.ctx.chain.two.handler.CustomerServiceHandler;
import com.ctx.chain.two.handler.DepartmentManagerHandler;
import com.ctx.chain.two.handler.OperatorHandler;
import com.ctx.chain.two.handler.SupervisorHandler;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Complaint complaint = new Complaint("1","网络不稳定","待处理");

        ComplaintHandler customerServiceHandler = new CustomerServiceHandler();
        ComplaintHandler operatorHandler = new OperatorHandler();
        ComplaintHandler supervisorHandler = new SupervisorHandler();
        ComplaintHandler departmentManagerHandler = new DepartmentManagerHandler();

        customerServiceHandler.setNextHandler(operatorHandler);
        operatorHandler.setNextHandler(supervisorHandler);
        supervisorHandler.setNextHandler(supervisorHandler);
        departmentManagerHandler.setNextHandler(customerServiceHandler);

        customerServiceHandler.handleComplaint(complaint);
    }
}
风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。

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