責任鏈模式基礎概念

責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）是一種行為型設計模式，其核心思想是將請求的發送者和接收者解耦，使多個對象都有機會處理請求。這些對象連接成一條鏈，請求沿著鏈傳遞，直到有一個對象處理它為止。責任鏈模式允許動態地組合處理者，增加系統的靈活性和可擴展性。

責任鏈模式的核心組件

1. 抽象處理者（Handler）?- 定義處理請求的接口，通常包含一個指向下一個處理者的引用和處理請求的抽象方法。
2. 具體處理者（ConcreteHandler）?- 實現抽象處理者接口，處理請求或轉發給下一個處理者。
3. 客戶端（Client）?- 創建處理者鏈并向鏈頭提交請求，無需關心請求的具體處理過程。

責任鏈模式的實現

下面通過一個請假審批的例子展示責任鏈模式的實現：

// 1. 抽象處理者
abstract class Approver {protected Approver successor;  // 指向下一個處理者public void setSuccessor(Approver successor) {this.successor = successor;}// 處理請求的抽象方法public abstract void processRequest(LeaveRequest request);
}// 2. 具體處理者 - 項目經理
class ProjectManager extends Approver {@Overridepublic void processRequest(LeaveRequest request) {if (request.getDays() <= 3) {System.out.println("項目經理批準了" + request.getName() + "的" + request.getDays() + "天請假申請");} else if (successor != null) {successor.processRequest(request);  // 轉發請求}}
}// 3. 具體處理者 - 部門經理
class DepartmentManager extends Approver {@Overridepublic void processRequest(LeaveRequest request) {if (request.getDays() <= 7) {System.out.println("部門經理批準了" + request.getName() + "的" + request.getDays() + "天請假申請");} else if (successor != null) {successor.processRequest(request);  // 轉發請求}}
}// 4. 具體處理者 - CEO
class CEO extends Approver {@Overridepublic void processRequest(LeaveRequest request) {if (request.getDays() > 7) {System.out.println("CEO批準了" + request.getName() + "的" + request.getDays() + "天請假申請");} else if (successor != null) {successor.processRequest(request);  // 轉發請求}}
}// 5. 請求類
class LeaveRequest {private String name;  // 請假人姓名private int days;     // 請假天數public LeaveRequest(String name, int days) {this.name = name;this.days = days;}public String getName() {return name;}public int getDays() {return days;}
}// 6. 客戶端代碼
public class ChainOfResponsibilityPatternClient {public static void main(String[] args) {// 創建處理者Approver projectManager = new ProjectManager();Approver departmentManager = new DepartmentManager();Approver ceo = new CEO();// 組裝責任鏈projectManager.setSuccessor(departmentManager);departmentManager.setSuccessor(ceo);// 提交請求LeaveRequest request1 = new LeaveRequest("張三", 2);LeaveRequest request2 = new LeaveRequest("李四", 5);LeaveRequest request3 = new LeaveRequest("王五", 10);projectManager.processRequest(request1);projectManager.processRequest(request2);projectManager.processRequest(request3);}
}

責任鏈模式的變體

1. 純責任鏈?- 每個處理者要么處理請求，要么完全不處理（轉發給下一個），請求必須被某個處理者處理。
2. 不純責任鏈?- 處理者可以部分處理請求后繼續轉發，請求可能被多個處理者處理。

例如，Servlet Filter 是不純責任鏈的典型應用：

public interface Filter {void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain);
}public interface FilterChain {void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response);
}// 具體Filter實現
public class AuthFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {// 前置處理（如身份驗證）chain.doFilter(request, response);  // 轉發給下一個Filter// 后置處理（如日志記錄）}
}

責任鏈模式的應用場景

1. 多級審批系統?- 如請假、報銷等需要多級審批的流程
2. 事件處理機制?- 如 GUI 中的事件冒泡，一個事件可能被多個組件處理
3. 攔截器 / 過濾器鏈?- 如 Servlet Filter、Spring Interceptor 等
4. 請求過濾系統?- 如防火墻規則、權限驗證鏈
5. 異常處理鏈?- 不同類型的異常由不同的處理器處理

責任鏈模式的優缺點

優點：

• 解耦發送者和接收者?- 請求的發送者無需知道哪個對象處理請求，降低耦合度
• 動態組合處理者?- 可以在運行時動態調整處理者鏈的順序和組成
• 符合開閉原則?- 可以輕松添加新的處理者而不修改現有代碼
• 簡化對象職責?- 每個處理者只需關注自己的職責，提高代碼復用性
• 增強靈活性?- 可以根據需要靈活配置處理鏈的長度和處理邏輯

缺點：

• 請求處理不確定?- 請求可能直到鏈的末尾都沒有被處理，需要設置默認處理者
• 性能問題?- 長鏈可能影響系統性能，尤其是遞歸調用時
• 調試困難?- 責任鏈的行為可能難以理解和調試，尤其是鏈較長時
• 設置鏈復雜?- 客戶端需要正確配置處理鏈，否則可能導致處理異常

使用責任鏈模式的注意事項

1. 避免循環引用?- 確保責任鏈中沒有循環引用，否則會導致無限循環
2. 設置默認處理者?- 為鏈的末尾添加默認處理者，確保請求不被遺漏
3. 控制鏈的長度?- 過長的鏈會降低性能，建議控制鏈的長度
4. 考慮處理順序?- 處理者的順序可能影響請求的處理結果，需合理設計
5. 結合其他模式?- 責任鏈模式常與組合模式結合，形成樹形責任鏈
6. 日志記錄?- 在處理鏈中添加日志記錄，便于調試和監控

總結

責任鏈模式通過將請求的處理者組織成一條鏈，實現了請求的發送者和接收者之間的解耦。它允許動態地組合處理者，使系統更加靈活和可擴展。在實際開發中，責任鏈模式常用于多級審批、請求過濾、事件處理等場景。合理使用責任鏈模式可以提高代碼的可維護性和復用性，但需要注意鏈的長度和處理順序對系統性能的影響。