Java設計模式之職責鏈模式詳解

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一、職責鏈模式核心思想

核心目標：將請求的發送者與接收者解耦，使多個對象都有機會處理請求。這些處理者形成鏈式結構，請求沿鏈傳遞直到被處理或到達鏈尾，如政府審批層層上報機制。

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二、職責鏈模式類圖（Mermaid）

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三、代碼實現示例

1. 請假審批場景

// 抽象處理者
abstract class Approver {protected Approver nextApprover;protected String name;protected int maxApproveDays;public Approver(String name, int maxDays) {this.name = name;this.maxApproveDays = maxDays;}public Approver setNext(Approver next) {this.nextApprover = next;return this;}public void processRequest(LeaveRequest request) {if (request.getDays() <= maxApproveDays) {System.out.printf("%s 審批了 %d 天請假（原因：%s）\n", name, request.getDays(), request.getReason());} else if (nextApprover != null) {nextApprover.processRequest(request);} else {System.out.println("請假天數過長，無人可審批！");}}
}// 具體處理者
class Manager extends Approver {public Manager() { super("張經理", 3); }
}class Director extends Approver {public Director() { super("王總監", 7); }
}class CEO extends Approver {public CEO() { super("李總裁", 15); }
}// 請求對象
class LeaveRequest {private int days;private String reason;// 構造方法、getter省略
}// 客戶端調用
Approver chain = new Manager().setNext(new Director()).setNext(new CEO());chain.processRequest(new LeaveRequest(5, "看病"));  
// 輸出：王總監 審批了 5 天請假（原因：看病）
chain.processRequest(new LeaveRequest(20, "旅游")); 
// 輸出：請假天數過長，無人可審批！

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四、模式優缺點分析

? 優勢

• 解耦請求與處理：發送者無需知道具體處理者
• 動態調整責任鏈：可運行時修改鏈結構
• 符合開閉原則：新增處理者無需修改已有代碼

? 缺點

• 請求可能未被處理：需要設計默認處理邏輯
• 性能影響：長鏈可能導致請求處理延遲
• 調試困難：請求傳遞路徑不易追蹤

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五、典型應用場景

1. 多級審批系統：OA系統中的請假/報銷審批
2. 異常處理機制：Spring MVC的異常處理鏈
3. 過濾器/攔截器鏈：Servlet Filter、Spring Interceptor
4. 日志處理系統：不同級別日志（DEBUG/INFO/ERROR）分發
5. 游戲事件處理：UI元素的事件冒泡機制

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六、Mermaid序列圖（請求傳遞流程）

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七、職責鏈模式 vs 其他模式

對比模式	核心區別
裝飾器模式	層層增強功能，所有處理者必須執行
命令模式	封裝請求為對象，關注請求生命周期
狀態模式	狀態轉換改變行為，處理者內部切換

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八、高級應用技巧

1. 組合模式實現樹形責任鏈

2. 中斷鏈式傳遞

public void processRequest(Request req) {if (canHandle(req)) {// 處理邏輯return;  // 中斷傳遞}if (next != null) next.processRequest(req);
}

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九、Spring框架應用案例

Spring Security過濾器鏈

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十、常見問題解答

Q1：如何避免循環鏈？

• 設置最大傳遞深度：計數器限制鏈長度
• 使用DAG驗證：構建鏈時檢查環狀結構
• 單元測試覆蓋：驗證鏈式調用路徑

Q2：如何處理異步責任鏈？

• 使用CompletableFuture：Java 8+的異步編程

public CompletableFuture<Void> asyncProcess(Request req) {return CompletableFuture.runAsync(() -> process(req));
}

Q3：如何調試責任鏈？

• 添加Trace ID：為請求添加唯一標識
• 日志記錄器：每個處理者記錄處理狀態

public void process(Request req) {log.debug("Handler {} 開始處理請求 {}", name, req.getId());// 處理邏輯
}