《Java设计模式》之责任链模式

　责任链模式是一种对象的行为模式。在责任链模式里，很多对象由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，这使得系统可以在不影响客户端的情况下动态地重新组织和分配责任。

从击鼓传花谈起

　　击鼓传花是一种热闹而又紧张的饮酒游戏。在酒宴上宾客依次坐定位置，由一人击鼓，击鼓的地方与传花的地方是分开的，以示公正。开始击鼓时，花束就开始依次传递，鼓声一落，如果花束在某人手中，则该人就得饮酒。

　　比如说，贾母、贾赦、贾政、贾宝玉和贾环是五个参加击鼓传花游戏的传花者，他们组成一个环链。击鼓者将花传给贾母，开始传花游戏。花由贾母传给贾赦，由贾赦传给贾政，由贾政传给贾宝玉，又贾宝玉传给贾环，由贾环传回给贾母，如此往复，如下图所示。当鼓声停止时，手中有花的人就得执行酒令。

　　击鼓传花便是责任链模式的应用。责任链可能是一条直线、一个环链或者一个树结构的一部分。

责任链模式的结构

　　下面使用了一个责任链模式的最简单的实现。

　　责任链模式涉及到的角色如下所示：

　　●　　抽象处理者(Handler)角色：定义出一个处理请求的接口。如果需要，接口可以定义 出一个方法以设定和返回对下家的引用。这个角色通常由一个Java抽象类或者Java接口实现。上图中Handler类的聚合关系给出了具体子类对下家的引用，抽象方法handleRequest()规范了子类处理请求的操作。

　　●　　具体处理者(ConcreteHandler)角色：具体处理者接到请求后，可以选择将请求处理掉，或者将请求传给下家。由于具体处理者持有对下家的引用，因此，如果需要，具体处理者可以访问下家。

源代码

　　抽象处理者角色

public abstract class Handler {
    
    /**
     * 持有后继的责任对象
     */
    protected Handler successor;
    /**
     * 示意处理请求的方法，虽然这个示意方法是没有传入参数的
     * 但实际是可以传入参数的，根据具体需要来选择是否传递参数
     */
    public abstract void handleRequest();
    /**
     * 取值方法
     */
    public Handler getSuccessor() {
        return successor;
    }
    /**
     * 赋值方法，设置后继的责任对象
     */
    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }
    
}

　　具体处理者角色

public class ConcreteHandler extends Handler {
    /**
     * 处理方法，调用此方法处理请求
     */
    @Override
    public void handleRequest() {
        /**
         * 判断是否有后继的责任对象
         * 如果有，就转发请求给后继的责任对象
         * 如果没有，则处理请求
         */
        if(getSuccessor() != null)
        {            
            System.out.println("放过请求");
            getSuccessor().handleRequest();            
        }else
        {            
            System.out.println("处理请求");
        }
    }

}

　　客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //组装责任链
        Handler handler1 = new ConcreteHandler();
        Handler handler2 = new ConcreteHandler();
        handler1.setSuccessor(handler2);
        //提交请求
        handler1.handleRequest();
    }

}

　　可以看出，客户端创建了两个处理者对象，并指定第一个处理者对象的下家是第二个处理者对象，而第二个处理者对象没有下家。然后客户端将请求传递给第一个处理者对象。

　　由于本示例的传递逻辑非常简单：只要有下家，就传给下家处理；如果没有下家，就自行处理。因此，第一个处理者对象接到请求后，会将请求传递给第二个处理者对象。由于第二个处理者对象没有下家，于是自行处理请求。活动时序图如下所示。

使用场景

　　来考虑这样一个功能:申请聚餐费用的管理。

　　很多公司都是这样的福利，就是项目组或者是部门可以向公司申请一些聚餐费用，用于组织项目组成员或者是部门成员进行聚餐活动。

　　申请聚餐费用的大致流程一般是：由申请人先填写申请单，然后交给领导审批，如果申请批准下来，领导会通知申请人审批通过，然后申请人去财务领取费用，如果没有批准下来，领导会通知申请人审批未通过，此事也就此作罢。

　　不同级别的领导，对于审批的额度是不一样的，比如，项目经理只能审批500元以内的申请；部门经理能审批1000元以内的申请；而总经理可以审核任意额度的申请。

　　也就是说，当某人提出聚餐费用申请的请求后，该请求会经由项目经理、部门经理、总经理之中的某一位领导来进行相应的处理，但是提出申请的人并不知道最终会由谁来处理他的请求，一般申请人是把自己的申请提交给项目经理，或许最后是由总经理来处理他的请求。

　　

　　可以使用责任链模式来实现上述功能：当某人提出聚餐费用申请的请求后，该请求会在 项目经理—〉部门经理—〉总经理 这样一条领导处理链上进行传递，发出请求的人并不知道谁会来处理他的请求，每个领导会根据自己的职责范围，来判断是处理请求还是把请求交给更高级别的领导，只要有领导处理了，传递就结束了。

　　需要把每位领导的处理独立出来，实现成单独的职责处理对象，然后为它们提供一个公共的、抽象的父职责对象，这样就可以在客户端来动态地组合职责链，实现不同的功能要求了。

　　

源代码

　　抽象处理者角色类

public abstract class Handler {
    /**
     * 持有下一个处理请求的对象
     */
    protected Handler successor = null;
    /**
     * 取值方法
     */
    public Handler getSuccessor() {
        return successor;
    }
    /**
     * 设置下一个处理请求的对象
     */
    public void setSuccessor(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }
    /**
     * 处理聚餐费用的申请
     * @param user    申请人
     * @param fee    申请的钱数
     * @return        成功或失败的具体通知
     */
    public abstract String handleFeeRequest(String user , double fee);
}

　　具体处理者角色

public class ProjectManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {
        
        String str = "";
        //项目经理权限比较小，只能在500以内
        if(fee < 500)
        {
            //为了测试，简单点，只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功：项目经理同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败：项目经理不同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //超过500，继续传递给级别更高的人处理
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }

}

public class DeptManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {
        
        String str = "";
        //部门经理的权限只能在1000以内
        if(fee < 1000)
        {
            //为了测试，简单点，只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功：部门经理同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败：部门经理不同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //超过1000，继续传递给级别更高的人处理
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }

}

public class GeneralManager extends Handler {

    @Override
    public String handleFeeRequest(String user, double fee) {
        
        String str = "";
        //总经理的权限很大，只要请求到了这里，他都可以处理
        if(fee >= 1000)
        {
            //为了测试，简单点，只同意张三的请求
            if("张三".equals(user))
            {
                str = "成功：总经理同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";    
            }else
            {
                //其他人一律不同意
                str = "失败：总经理不同意【" + user + "】的聚餐费用，金额为" + fee + "元";
            }
        }else
        {
            //如果还有后继的处理对象，继续传递
            if(getSuccessor() != null)
            {
                return getSuccessor().handleFeeRequest(user, fee);
            }
        }
        return str;
    }

}

　　客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //先要组装责任链
        Handler h1 = new GeneralManager();
        Handler h2 = new DeptManager();
        Handler h3 = new ProjectManager();
        h3.setSuccessor(h2);
        h2.setSuccessor(h1);
        
        //开始测试
        String test1 = h3.handleFeeRequest("张三", 300);
        System.out.println("test1 = " + test1);
        String test2 = h3.handleFeeRequest("李四", 300);
        System.out.println("test2 = " + test2);
        System.out.println("---------------------------------------");
        
        String test3 = h3.handleFeeRequest("张三", 700);
        System.out.println("test3 = " + test3);
        String test4 = h3.handleFeeRequest("李四", 700);
        System.out.println("test4 = " + test4);
        System.out.println("---------------------------------------");
        
        String test5 = h3.handleFeeRequest("张三", 1500);
        System.out.println("test5 = " + test5);
        String test6 = h3.handleFeeRequest("李四", 1500);
        System.out.println("test6 = " + test6);
    }

}

运行结果如下所示：

责任链模式是对象的行为模式。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受者直接的耦合关系。将这些对象连成一条链，沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。责任链模式强调的是每一个对象及其对下家的引用来组成一条链，利用这种方式将发送者和接收者解耦，类图如下：



通过上图可以看出责任链模式有两个角色：

抽象处理者（Handler）角色 ：定义一个请求的接口。如果需要可以定义个一个方法用来设定和返回下家对象的引用。

具体处理者（ConcreteHandler）角色 ：如果可以处理就处理请求，如果不能处理，就把请求传给下家，让下家处理。也就是说它处理自己能处理的请求且可以访问它的下家。

上述模式的测试代码如下：

package chainOfResp;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17上午11:01:58
 *描述：抽象处理角色
 */
public abstract class Handler {

  protected Handler successor;
  /**
   * 
   *作者：alaric
   *时间：2013-8-17上午11:04:22
   *描述：处理方法
   */
  public abstract void handlerRequest(String condition);
  
  
  public Handler getSuccessor() {
    return successor;
  }
  public void setSuccessor(Handler successor) {
    this.successor = successor;
  }	
  
}

package chainOfResp;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17上午11:25:54
 *描述：具体处理角色
 */
public class ConcreteHandler1 extends Handler {

  @Override
  public void handlerRequest(String condition) {
    // 如果是自己的责任，就自己处理，负责传给下家处理
    if(condition.equals("ConcreteHandler1")){
      System.out.println( "ConcreteHandler1 handled ");
      return ;
    }else{
      System.out.println( "ConcreteHandler1 passed ");
      getSuccessor().handlerRequest(condition);
    }
  }

}

package chainOfResp;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17上午11:25:54
 *描述：具体处理角色
 */
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
  
  @Override
  public void handlerRequest(String condition) {
    // 如果是自己的责任，就自己处理，负责传给下家处理
    if(condition.equals("ConcreteHandler2")){
      System.out.println( "ConcreteHandler2 handled ");
      return ;
    }else{
      System.out.println( "ConcreteHandler2 passed ");
      getSuccessor().handlerRequest(condition);
    }
  }

}

package chainOfResp;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17上午11:25:54
 *描述：具体处理角色
 */
public class ConcreteHandlerN extends Handler {

  /**
   * 这里假设n是链的最后一个节点必须处理掉
   * 在实际情况下，可能出现环，或者是树形，
   * 这里并不一定是最后一个节点。
   * 
   */
  @Override
  public void handlerRequest(String condition) {

    System.out.println( "ConcreteHandlerN handled");
    
  }

}

package chainOfResp;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17上午10:59:06
 *描述：测试类
 */
public class Client {

  /**
   *作者：alaric
   *时间：2013-8-17上午10:58:58
   *描述：
   */
  public static void main(String[] args) {
  
    Handler handler1 = new ConcreteHandler1();
    Handler handler2 = new ConcreteHandler2();
    Handler handlern = new ConcreteHandlerN();
    
    //链起来
    handler1.setSuccessor(handler2);
    handler2.setSuccessor(handlern);
    
    //假设这个请求是ConcreteHandler2的责任
    handler1.handlerRequest("ConcreteHandler2");
    
    
  }

}

举这样一个例子，在玩具工厂的生产车间，流水线就是一条责任链，假如一个玩具飞机有外壳装配员，引擎装配员，螺旋桨装配员，模型包装员组成。当这个物件飞机流到谁那里，谁就负责安装他负责的这一部分，这部分安装完成后流到下一个环节，知道所有环境完成。这个是一生成的责任链。还有一个质量检测链，质量检测也分多部，外壳检测，引擎检测，螺旋桨检测，包装检测。当产品留到检测员那里检测自己负责的那一块，如果有问题直接拎出来，如果没问题则传给下一个检测员，直到所有检测完成。这两个都是责任链，但是区别是，生成责任链每个人都会处理，并处理一部分；而质量检测责任链经过判断，要么处理掉，要么不处理流下去。这就是责任链的两种分类，后一种叫做纯的责任链，前一种叫做不纯的责任链，纯的责任链在实际应用中很少存在，常见的为不纯的责任链，上面的模型是模拟纯的责任链来处理的。



责任链模式在现实中使用的很多，常见的就是OA系统中的工作流。 在java中的实际应用有Servlet中的过滤器（Filter），Struts2的拦截器（Interceptor）。Struts2本身在Servlet中也是以Filter的形式出现的，所以Struts2的结构图中，也可以明显看出Filter和Interceptor这两条链的存在。



可以看出它们每个节点都可以做一些事情，所以不算一个纯的责任链。
在上面提到了OA系统，那么我们再模拟一下OA系统中请假审批流程，假如员工直接上司为小组长，小组长直接上司项目经理，项目经理直接上司部门经理，部门经理直接上司总经理。公司规定请假审批如下：
请假时间为t,时间单位day，简写d：
t< 0.5d，小组长审批；
t>=0.5d,t<2,项目经理审批；
t>=2,t<5部门经理审批；
t>=5总经理审批；
审批时序图如下：



用代码描述：

package chainOfResp.example;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17下午1:02:51
 *描述：审批处理抽象类
 */
public abstract class Handler {

  protected Handler handler;

  /**
   * 
   *作者：alaric
   *时间：2013-8-17下午1:07:40
   *描述：审批
   */
  public abstract boolean approve(double day);
  
  public Handler getHandler() {
    return handler;
  }
  public void setHandler(Handler handler) {
    this.handler = handler;
  }
  
}

package chainOfResp.example;

public class GroupLeader extends Handler {

  @Override
  public boolean approve(double day) {
    if(day<0.5){
      System.out.println("小组长审批通过");
      return true;
    }else {
      System.out.println("小组长传给了他的上司");
      return getHandler().approve(day);
    }
  }

}

package chainOfResp.example;

public class ProjectManager extends Handler {

  @Override
  public boolean approve(double day) {
    if(day<2){
      System.out.println("项目经理审批通过");
      return true;
    }else {
      System.out.println("项目经理传给了他的上司");
      return getHandler().approve(day);
    }
  }

}

package chainOfResp.example;

public class DepartmentManager extends Handler {

  @Override
  public boolean approve(double day) {
    if(day<5){
      System.out.println("部门经理审批通过");
      return true;
    }else {
      System.out.println("部门经理传给了他的上司");
      return getHandler().approve(day);
    }
  }

}

package chainOfResp.example;

public class CEO extends Handler {

  @Override
  public boolean approve(double day) {
      System.out.println("部门经理审批通过");
      return true;
    
  }

}

package chainOfResp.example;
/**
 * 
 *作者：alaric
 *时间：2013-8-17下午12:54:51
 *描述：测试类，首先来创建责任链，然后发出请求模拟员工来请假
 */
public class Client {

  /**
   *作者：alaric
   *时间：2013-8-17下午12:54:44
   *描述：
   */
  public static void main(String[] args) {

    //创建节点
    GroupLeader gl = new GroupLeader();
    ProjectManager pm = new ProjectManager();
    DepartmentManager dm = new DepartmentManager();
    CEO ceo = new CEO();
    //建立责任链
    gl.setHandler(pm);
    pm.setHandler(dm);
    dm.setHandler(ceo);
    
    //向小组长发出申请，请求审批4天的假期
    gl.approve(4D);
    

  }

}

运行结果：

小组长传给了他的上司
项目经理传给了他的上司
部门经理审批通过


这里模拟的是一个理想的状态，所以是一个纯的责任链；在实际当中，可能小组长签字，项目经理签字...一堆的签字，而不是不参与请求的处理。
责任链模式的优点是调用者不需知道具体谁来处理请求，也不知道链的具体结构，降低了节点域节点的耦合度；可在运行时动态修改链中的对象职责，增强了给对象指派职责的灵活性；缺点是没有明确的接收者，可能传到链的最后，也没得到正确的处理。

本文借鉴：
http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/05/28/2516865.html http://www.tuicool.com/articles/RJvARj