20、设计模式之责任链模式（Chain）

一、什么是责任链模式
责任链模式属于行为型模式，在这个模式中，通常使用一条链来处理请求，该请求沿着链的顺序传递，直到有对象处理该请求为止，从而达到解耦请求发送者和请求处理者的目的。

二、组成
抽象处理器（Handler）：定义处理请求的接口，提供一个抽象方法用于处理请求，并定义一个指向后继处理器的引用。

具体处理器（ConcreteHandler）：实现抽象处理器接口，用于处理请求。如果当前处理器不能处理请求，则将请求传递给后继处理器。

三、优缺点
优点：

降低耦合度：请求发送者和接收者都没有对方的明确信息，而是通过抽象处理器来链接。实现了请求的发送者和处理者之间的解耦。
灵活性：可以动态地增加或删除处理器，方便扩展和维护。
易于实现: 在责任链模式中，每个具体的处理器只需要实现自己的功能即可，不需要知道整个请求链的存在，这样更加容易实现其功能。
缺点：

不能保证请求一定会被处理：在责任链模式中，由于请求的处理是由多个对象负责的，所以不能保证请求一定会被处理，存在漏洞导致请求无响应的风险。
性能问题：在应用责任链模式时需要控制链中的处理器数量，过多的处理器会导致处理时间增加，从而影响系统性能。
调试困难：责任链模式中的处理器是动态组合的，处理逻辑较为复杂，因此需要进行详细的测试和调试。
四、应用场景
4.1 应用实例
请假申请流程：公司内部的请假申请一般需要经过多级审批，每个审批者的职责不同，可以通过责任链模式实现申请者与处理者之间的解耦，让申请者的请求依次经过各个处理者的处理，直到最终得到审批结果。

商品退换货：在线商场中，如果用户需要对商品进行退换货，涉及到订单创建、退货申请、快递配送等诸多步骤，这些步骤可以通过责任链模式实现，让每个处理者负责自己的任务，将责任链串接起来，以便完成整个退换货流程。

请求处理中心：当一个请求需要经过多个处理节点进行处理时，可以采用责任链模式来组织这些处理节点，使得请求在节点之间循环传递，直到得到最终结果。例如，大型网站的访问请求处理中心，就可以采用责任链模式来处理请求。

系统安全中心：当系统发生安全威胁时，可以采用责任链模式来组织安全相关的处理节点，对异常数据进行检测和拦截，保障系统安全稳定运行。

4.2 程序场景
请求的处理顺序不确定：如果一个系统中存在多个处理请求的对象，且请求的处理可能需要先后顺序，则可以采用责任链模式，让不同的处理对象构成责任链，依次对请求进行处理。
有多个对象可以处理请求：如果一个请求可能需要由多个对象来进行处理，而这些处理对象之间相互独立，不需要知道其他处理对象的存在，则可以采用责任链模式来实现请求的处理。
需要动态安排处理流程：如果处理流程需要动态安排，可以通过动态组合责任链节点来实现。即根据实际需求，动态安排责任链的执行顺序和强度。
需要在不影响代码整体结构的情况下，进行功能扩展：使用责任链模式可以方便地扩展系统的功能，对业务逻辑和系统结构的初始设计基本无影响，只需要添加新的处理节点、修改处理节点间的联系即可。
五、代码实现
下面以学校请假审批流程为例。我们假设有三个教师，分别是班主任、年级组长和校长。如果一位教师请假，需要经过这三个人的审批，但请假天数的不同就需要不同的审批者。

5.0 UML类图

5.1 Approver（审批者）

/**
 * 
 * 审批者，包括班主任、年级组长和校长
 */
public abstract class Approver {
    String name;
    Approver next;
 
    public Approver(String name){
        this.name=name;
    }
 
    //设置下一个审批者
    public void setNext(Approver next){
        this.next=next;
    }
 
    //审批请求
    public abstract void approve(LeaveRequest request);
}
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5.2 Master（校长）

/**
 *
 * 校长 请假天数大于七天，年级组长和班主任都没权力审批，交给校长
 */
public class Master extends Approver{
 
    public Master(String name){
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void approve(LeaveRequest request) {
        if (request.getDays() > 7) {
            System.out.println("校长" + name + "审批了" + request.getName() + "的请假申请，天数为" + request.getDays());
        } else {
            if (next != null) {
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}
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5.3 GradeLeader(年级组长）

/**
 * 
 * 年级组长，请假天数2-7天，班主任处理不了，交给年级主任
 */
public class GradeLeader extends Approver {
 
    public GradeLeader(String name){
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void approve(LeaveRequest request) {
        if (request.getDays() <= 7) {
            System.out.println("年级组长" + name + "审批" + request.getName() + "的请假申请，天数为" + request.getDays());
        } else {
            if (next != null) {
                System.out.println("年级组长审批不了，交由下一级");
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}
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5.4 ClassAdviser（班主任）

/**
 * 
 * 班主任,请假天数2天内，班主任就可以审批
 */
public class ClassAdviser extends Approver{
 
    public ClassAdviser(String name){
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void approve(LeaveRequest request) {
        if (request.getDays() <= 2) {
            System.out.println("班主任" + name + "审批" + request.getName() + "的请假申请，天数为" + request.getDays());
        } else {
            if (next != null) {
                System.out.println("班主任审批不了，交由下一级");
                next.approve(request);
            }
        }
    }
}
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5.5 LeaveRequest(请假信息)

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
/**
 * 
 * 请假信息
 */
@AllArgsConstructor
@Data
public class LeaveRequest {
    //请假人姓名
    private String name;
    //请假天数
    private Integer days;
}
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5.6 TestChain

/**
 * 
 * 责任链模式
 */
@SpringBootTest
public class TestChain {
    @Test
    void testChain(){
        Approver classAdviser = new ClassAdviser("张三");
        Approver gradeLeader = new GradeLeader("李四");
        Approver schoolMaster = new Master("王五");
 
        //组织责任链
        classAdviser.setNext(gradeLeader);
        gradeLeader.setNext(schoolMaster);
 
        //发起请求
        LeaveRequest request = new LeaveRequest("小明", 10);
        classAdviser.approve(request);
    }
}
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5.7 总结
在这个例子中，每个审批者对应一个Approver对象，班主任、年级组长和校长分别继承自Approver类。每个Approver对象都有一个next属性，代表下一个审批者，这样就形成了一个责任链。在处理请求的时候，如果当前审批者可以处理请求，就处理请求；否则将请求传递给下一个审批者处理。
可以看到，在这个例子中，如果请假天数小于等于2天，班主任就处理请求；如果请假天数小于等于7天，年级组长就处理请求；如果请假天数大于7天，校长就处理请求。如果当前审批者无法处理请求，就将请求传递给下一个审批者处理，直到所有审批者都处理完成。