设计模式系列文章

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java设计模式解析(11) Chain责任链模式
 
 主要内容

1、简述

2、实现代码(Talk is cheap,Show me the code)

3、注意点

1、简述

Chain责任链模式在《设计模式之禅》定义: 使多个对象都有机会处理请求,从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条线,并沿着这条链传递该请求,直至有对象处理它为止。

责任链的核心在“链”,由“链”上所有的成员去处理请求并返回结果。 类图中各个角色定义如下:

  • Client:客户端向发起请求,责任链对客户端透明
  • Handler:责任链抽象类,负责定义处理逻辑以及组装责任链机制
  • ConcreteHandler:责任链中的链由多个ConcreteHandler组装而成

结合上述给伪码:

==> Handler类

 public abstract class Handler {
private Handler nextHandler ; public final Response handlerMessage(Request request){
Response response = null ;
// 符合自己处理
if(this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())){
response = this.echo(request) ;
}
// 交由其他人处理
else if (nextHandler != null) {
response = nextHandler.handlerMessage(request) ;
}
return response ;
} // 组装责任链
public void setNextHandler(Handler nextHandler) {
this.nextHandler = nextHandler;
} // 模版方法 由具体的责任链实现者定义
protected abstract Level getHandlerLevel();
protected abstract Response echo(Request request);
}

==> ConcreteHandler1、ConcreteHandler2、ConcreteHandler3三个类代码类似,都是实际责任链一员且通过继承Handler只需要实现自己的逻辑部分。

 public class ConcreteHandler1 extends Handler {
@Override
protected Level getHandlerLevel() {
return null;
} @Override
protected Response echo(Request request) {
return null;
}
}

==> Client客户端发起请求 此时包含了责任链的组装和调用 实际可以增加代理简化Client操作

 public class Client {
public static void main(String[] args) { // 组装责任链
ConcreteHandler1 handler1 = new ConcreteHandler1() ;
ConcreteHandler2 handler2 = new ConcreteHandler2() ;
ConcreteHandler3 handler3 = new ConcreteHandler3() ;
handler1.setNextHandler(handler2);
handler2.setNextHandler(handler3); // 发起调用
Response response = handler1.handlerMessage(new Request()) ;
}

以上伪码显示责任链模式基本代码实现,然后实际会依据情况有很多变化。如每个链条只处理部分数据并交由后链条执行,直至责任链的终止,甚至可以没有任何返回结果,接下来小节将展示一个自动组装的责任链demo。

2、实现代码(Talk is cheap,Show me the code)

根据责任链模式设计细想,在服务提供的前置增加一个责任链,以完成参数校验、签名、日志、监控、追踪等通用的任务。对于客户端完全透明,对于服务端利用JAVA SPI机制(DUBBO SPI思想)灵活组装配置责任链,而如果结合上强大的spring Bean容器,很容易完成服务框架的定制工作。

下面demo示例:

  • Chain: 基本责任链中的链条定义
  • ChainHandler:负责责任链的组装和调用逻辑
  • ChainLoader:利用JAVA SPI机制,加载具体责任链实现
 public interface Process<T> {
T doProcess() ;
}

Process.java

 package com.nancy.chain.auto;

 public interface Chain {
int HIGHEST_ORDER = Integer.MIN_VALUE ;
int LOWEREST_ORDER = Integer.MAX_VALUE ; /**
* 处理逻辑
* @param chainHandler 责任链组装
* @param pos 下一个触发下标
* @param process 实际处理逻辑
* @return T 返回结果
*/
<T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) ; /**
* 配置等级 越高优先级(越小) 越优先触发
* @param
* @return
*/
default Integer getOrder() {
return HIGHEST_ORDER ;
} }

Chain.java

 public abstract class AbstractChain implements Chain, Cloneable {

 }

AbstractChain.java

 public class ChainHandler extends AbstractChain {

     private List<Chain> chains ;

     public ChainHandler(List<Chain> chains){
this.chains = chains ;
chains.sort(Comparator.comparingInt(Chain::getOrder));
} private boolean hasNext(int pos){
return chains.size()-1 >= pos ;
} public List<Chain> getChains() {
return chains;
} public void setChains(List<Chain> chains) {
this.chains = chains;
} @Override
public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
if(hasNext(pos)) return chainHandler.getChains().get(pos).doChain(chainHandler, ++pos, process);
return process.doProcess();
}
}

ChainHandler.java

 public class ChainLoader {

     public static List<Chain> loadChain(){
List<Chain> chains = new ArrayList<>() ;
ServiceLoader<Chain> serviceLoader = ServiceLoader.load(Chain.class);
serviceLoader.forEach(chains::add);
return chains ;
}
}

ChainLoader.java

 package com.nancy.chain.auto.impl;

 import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
import com.nancy.chain.auto.Chain;
import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
import com.nancy.chain.auto.Process;
import java.util.List; public class HelloChain extends AbstractChain { @Override
public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
System.out.println("HelloChain被触发了");
return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
} @Override
public Integer getOrder() {
return LOWEREST_ORDER-1 ;
} } package com.nancy.chain.auto.impl;
import com.nancy.chain.auto.AbstractChain;
import com.nancy.chain.auto.ChainHandler;
import com.nancy.chain.auto.Process; public class LogChain extends AbstractChain { @Override
public <T> T doChain(ChainHandler chainHandler, int pos, Process<T> process) {
System.out.println("LogChain被触发了");
return chainHandler.doChain(chainHandler, pos, process);
} @Override
public Integer getOrder() {
return LOWEREST_ORDER ;
} }

链条

JAVA SPI机制中的文件: META-INF/services/

com.nancy.chain.auto.impl.HelloChain
com.nancy.chain.auto.impl.LogChain

触发责任链:

package com.nancy.chain.auto;
import com.nancy.chain.auto.spi.ChainLoader;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 加载实现类
List<Chain> chains = ChainLoader.loadChain() ; // 触发
ChainHandler handler = new ChainHandler(chains) ;
Object res = handler.doChain(handler, 0, (Process<Object>) () -> 100) ; // 结果
System.out.println("结果" + res);
}
}

结果:

HelloChain被触发了
LogChain被触发了
结果100

3、注意点

  • 责任链模式会依据情况有很多变化。可以只由某个“链条”处理请求,或者每个链条只处理部分数据并交由后链条执行,直至责任链的终止。可以有结果返回或者没有任何返回结果。
  • 责任链模式可以解耦客户端和服务端,方便进行逻辑叠加。与观察者模式最大不同在于前者观察者是相互对等,之间没有影响。而后者由链条串联成线,链条之间可以建立起逻辑关系,完成某个功能。
  • 责任链模式当“链条”很长的时候会存在很大性能问题,设计之初应该考虑长度问题,长度限制在一定范围内。 而责任链之间大多具有逻辑关系,不适用类似观察者模式用异步线程处理的方式。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
触发责任链:
[Chùfā zérèn liàn:]
Trigger chain of responsibility:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prototype原型模式
[Prototype yuánxíng móshì]
Prototype prototype model
 
 
 
 

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