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前言

责任链模式是一种行为设计模式，执行上它允许请求沿着一条处理链路依次向下传递，每个处理节点都能对当前状态的请求进行处理，满足一定条件后传递给下一个处理节点，亦或者直接结束这一次处理流程。

在现实生产环境中，需要用到责任链模式的场景还是很多的，比如：

• 多层条件准入控制，如人事审批流程、权限检验、游戏通关判断等
• 多环节拦截处理，如 Java 过滤器 Filter、组装生产链路等

在这些场景里，使用责任链模式的优势在于，当其中的某个环节需要进行新增、移除、修改时，可以只对单个节点进行操作，不会影响其他节点的执行过程，保证了整个责任链的稳定，代码更加容易维护和迭代。

模型结构设计

责任链模式初步设计 - 基础属性定义

在上述提到的应用场景中，多层条件准入控制涉及到条件判断，满足某些条件后可以直接中断链路流程，跳出服务；多环节拦截处理通常是一个全链路处理，历经所有环节后到达终点才算结束这一流程的操作。在模型设计上，前者也只是增加了一个对中间结果的判断操作，在整体结构上基本是一致的。基于这样的思路，可以给出责任链模式的初步设计。

这里为了结构的通用化，定义了一个上下文实体 ContextDO，里面可以根据实际的业务需求在内部定义成员变量，在整理责任链处理流程中，相关的上下文数据则保留在这个实体中并传递下去。

• Interface 接口 Handler 定义了两个基本方法
  • handle：执行当前节点的行为
  • setNextHandler：指定当前节点的下一个责任节点
• AbstractHandler： 为抽象类，内部定义了一个可继承的成员变量 next，用来记录当前节点的下一个责任节点。在该抽象类中，可以实现通用的处理流程。
• HandlerOne、HandlerTwo：具体的实现类，继承了抽象类 AbstractHandler，可根据具体需求重写 handler 方法。
• Client：业务执行客户端，提供入口获取可执行的责任链并启动其执行流程。

责任链模式进一步设计 - 抽象通用方法

在上面责任链设计模式模型的基础上，各个具体实现类一般会有相同的 handle 动作，这个时候可以将这个执行的内容统一封装到抽象类 AbstractHandler 里面。同时，还可以新增一个方法 isComplete，判断执行动作后的状态是否已满足条件，从而决定从此结束责任链流程或者决定进入下一个处理节点。

如图，相同的执行动作被统一抽象封装到抽象类 AbstractHandler 的handle 方法中，另外内部单独封装出来一个 action 方法，供实现类对具体执行动作进行重写。同样新增的方法还有 preAction、postACtion、isComplete 等。如果某个具体的 Handler 实现类有特殊的处理动作，则可以在实现类中再重写这些方法。

• preAction：预处理（可选）。每个处理节点在执行处理流程前，可以对上下文数据进行一些预处理，如对前面已处理的对象进行去重、过滤等。
• postAction：后置处理（可选）。执行处理流程后，对结果进行后置处理，如将当前流程处理的对象加入去重表，用以后续过滤等操作。
• isComplete：完成条件判断。判断当前节点执行完成后，是否完成全链路目标，是则结束流程，否则继续下一个节点的动作。亦可以调换判断逻辑。

以下是一个简单的抽象类实现 demo：

@Data
public class ContextDO {
    /** 执行条件，可在 preAction 里更新 */
    private List<Object> conditions;
    
    /** 返回结果，每次执行 action 后新增 */
    private List<Object> resultList;
    
	/** 已处理对象，可在 postAction 里更新 */
    private Set<Object> existedObjSet;
    
    /** 目标请求数量 */
    private Integer querySize;
}

public abstract class AbstractHandler implements Handler {
	/** 下一个处理器节点 */
    protected Handler next;
    
    @Override
    public void handle(ContextDO context) {
        try {
            preAction(context);
            action(context);
            postAction(context);            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        /** 未达到完成目标，且还有下一个处理节点，则继续推进责任链任务 */
        if (!isComplete(context) && this.next != null) {
            this.next.handle(context);
        }
    }
    
    @Override
    public abstract void preAction(ContextDO context);
    
    @Override
    public void postAction(ContextDO context) {
        context.getExistedObjSet().addAll(context.getConditions);
    }
    
    @Override
    public void action(ContextDO context) {
        // do something and add new result into #context.resultList.
    }
    
    @Override
    public boolean isComplete(ContextDO context) {
        return context.getResultList() != null && context.getResultList().size() >= context.getQuerySize();
    }
    
    @Override
    public void setNextHandler(Handler next) {
        this.next = next;
    }
}

在 demo 中定义了一个示例的上下文实体 ContextDO，其字段分别可在 preAction、action、postACtion、isComplete 中用到。根据业务的具体情况，可调整上下文需要的字段，或者重写抽象类中封装的各个方法。

责任链模式服务的调用

前面已经完成了责任链模式的设计，从代码中可以看出，责任链任务执行的入口就是首个处理节点的 handle 方法，调用该方法后，整个流程就能结合 isComplete 方法和指向下个处理节点的 next 推动任务的进行。下面介绍几种启动责任链服务的方式，也就是业务客户端的实现方式。

简单客户端 - 按需组合

正如上面 UML 设计图所示，我们可以定义一个 Client 类，直接手动拼接需要组成的责任链节点，直接执行即可。

public class Client {
    public Object process(Object input) {
        ContextDO context = new ContextDO();
        // do something. 将 input 的内容封装到 context 中
        
        AbstractHandler handler1 = new HandlerOne();
        AbstractHandler handler2 = new HandlerTwo();
        AbstractHandler handler3 = new HandlerThree();
        AbstractHandler handler4 = new HandlerFour();

        handler1.setNextHandler(handler2);
        handler2.setNextHandler(handler3);
        handler3.setNextHandler(handler4);
        
        return handler1.hander(context);
    }
}

这种方式的优点在于代码可读性强，责任链的组合比较灵活，能否满足不同业务的定制化需求；而缺点在于，每一次调用服务的时候，都需要重新创建对象，完成后则立即释放资源，如果请求较多，则会一直重复这个操作，白白损耗了性能。因此，当责任链的组成相对固定时，我们完全可以定义一个稳定的、全局可引用的责任链，这里就可以结合工厂模式的思想了。

责任链工厂模式 - 统一装配

责任链工厂模式本质上与上面按需组合的简单客户端实现是相同的，只不过更多的结合 Spring 的一些特性，如自动装配、服务代理等，使代码更加整洁，更具拓展性和可维护性。

这里采用自动装配加上 @Order 注解来组装责任链，通过责任链工厂提供统一的责任链服务。

@Order(1)
@Service
public class HandlerOne extends AbstractHandler {
    // ...
}

@Order(2)
@Service
public class HandlerTwo extends AbstractHandler {
    // ...
}

责任链工厂中实现对责任链各节点的组装，并提供一个统一的管理器，供业务方直接启用服务。

@Service
public class ChainFactory {
    
    private AbstractHandler headHandler;
    
    @Resource
    private List<AbstractHandler> handlerList;
    
    @PostConstruct
    public void init() {
        handlerList.sort(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
        int size = handlerList.size();
        for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            handlerList.get(i).setNextHandler(handlerList.get(i + 1));
        }
        headHandler = handlerList.get(0);
    }
    
    public AbstractHandler getHeadHandler() {
        return this.handHandler;
    }
}

客户端可以通过以上工厂直接调用方法 ChainFactory.getHeadHandler() 获取到责任链头节点，随后执行 handle 方法即可启用相关服务了。

责任链模式更多拓展 - 工厂策略模式

上述的 demo 代码将继承了抽象类 AbstractHandler 的所有子类都加载到列表后，并根据每个实现类 @Order 注解的值进行排序，组装成责任链，将头节点通过 getter 方法对外开放。如果业务出现更多不同业务场景的责任链，或者同样的业务场景里，需要提供不同的组合方案，则可以在上述基础上做进一步拓展。

假如需要支持更多不一样的场景，可以粗暴地去实现新的抽象类，在新的抽象类中支持新的业务场景，对应的也需要有新的责任链工厂对外开放接口。

假如是同样的业务场景需要支持不同的节点组合方案，即在同一个工厂内需要提供不同的责任链，此时可以在工厂中使用策略模式。每一种策略对应一种责任链组合方案，在责任链工厂中通过一个映射表来维护所有的责任链方案。而不同责任链方案的初始化，可以通过配置文件进行定义，这样的可读性、可维护性最高，灵活度也最高。这里就不再提供具体的实现 demo 了。