设计模式学习笔记（十四）责任链模式实现及在Filter中的应用
责任链模式（Chain Of Responsibility Design Pattern），也叫做职责链，是将请求的发送和接收解耦，让多个接收对象都有机会处理这个请求。当有请求发生时，可将请求沿着这条链传递，直到有对象处理它为止。
一、责任链模式介绍
其实在日常生活中，有不少使用责任链的场景。比如公司采购审批流程，需要各个部门领导的批准同意。在责任链模式中，客户端只需要将请求发送到责任链上，无须关心请求的处理细节和传递，请求会自动进行传递。
1.1 责任链模式的结构
责任链模式的结构大致如下所示：
abstract Handler：抽象处理者，定义一个处理请求的接口，内部包含抽象处理方法和后继具体处理者Handler1、Handler2：具体处理者，具体实现抽象处理者的方法，并对请求做一些逻辑处理Client：客户端，使用职责链模式
1.2 责任链模式的实现
根据上面的类图，可以实现如下代码：
/**
* @description: 抽象处理类
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public abstract class Handler {
private Handler successor;
public Handler getSuccessor() {
return successor;
}
public void setSuccessor(Handler successor) {
this.successor = successor;
}
/**
* 处理请求的抽象方法
* @param request 请求
*/
public abstract void handleRequest(String request);
}
/**
* @description: 具体处理者1
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Handler1 extends Handler{
private String handler;
public Handler1(String handler) {
this.handler = handler;
}
@Override
public void handleRequest(String request) {
if ("handler1".equals(request)) {
System.out.println("具体处理者handler1进行请求处理");
} else {
if (getSuccessor() != null) {
//如果指向下一个具体处理者
getSuccessor().handleRequest(request);
} else {
System.out.println("没有处理者进行处理");
}
}
}
}
/**
* @description: 具体处理者2
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Handler2 extends Handler{
private String handler;
public Handler2(String handler) {
this.handler = handler;
}
@Override
public void handleRequest(String request) {
if ("handler2".equals(request)) {
System.out.println("具体处理者handler2进行请求处理");
} else {
if (getSuccessor() != null) {
getSuccessor().handleRequest(request);
} else {
System.out.println("请求没有被任何处理者处理");
}
}
}
}
/**
* @description: 客户端类
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Handler handler1 = new Handler1("handler1");
Handler handler2 = new Handler2("handler2");
handler1.setSuccessor(handler2);
handler1.handleRequest("handler1");
handler1.handleRequest("handler2");
}
}
测试结果：
具体处理者handler1进行请求处理
具体处理者handler2进行请求处理
二、责任链模式的应用场景
职责链模式最常见的应用就是用来开发各种框架的过滤器和拦截器，比如Spring Interceptor和Servlet Filter
2.1 在Servlet Filter中的应用
Filter 可以实现对HTTP 请求的过滤功能，比如鉴权、限流、记录日志、验证参数等等。比如一些Servlet 容器（TomCat、Jetty等）就支持Filter的过滤功能。以TomCat 为例：
所以当Servlet 请求到来时，首先会经过Filter 处理，最后再到达Servlet实例。我这里选取的TomCat版本是SpringBoot自带的9.0，先来看看FilterChain 的接口：
public interface FilterChain {
//Filter具体实现
void doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws IOException, ServletException;
}
ApplicationFilterChain是责任链模式的具体实现类：
public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
private ApplicationFilterConfig[] filters = new ApplicationFilterConfig[0]; //Filter配置数组
private int pos = 0; //执行Filter的序号
private int n = 0; //目前Filter的个数
private Servlet servlet = null;
public ApplicationFilterChain() {
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException, ServletException {
//Filter 具体实现
//...
}
public static ServletRequest getLastServicedRequest() {
return (ServletRequest)lastServicedRequest.get();
}
public static ServletResponse getLastServicedResponse() {
return (ServletResponse)lastServicedResponse.get();
}
void addFilter(ApplicationFilterConfig filterConfig) {
ApplicationFilterConfig[] newFilters = this.filters;
int var3 = newFilters.length;
for(int var4 = 0; var4 < var3; ++var4) {
ApplicationFilterConfig filter = newFilters[var4];
if (filter == filterConfig) {
return;
}
}
//增加Filter
if (this.n == this.filters.length) {
newFilters = new ApplicationFilterConfig[this.n + 10];
System.arraycopy(this.filters, 0, newFilters, 0, this.n);
this.filters = newFilters;
}
this.filters[this.n++] = filterConfig;
}
}
2.2 在Spring Interceptor中的应用
和Servlet Filter类似，在Spring 中也有对应的过滤器 Interceptor。它是由Spring MVC 框架来实现，借一张来自《设计模式之美》的图片来说明：
客户端发送请求，首先会经过Servlet Filter，然后再经过Spring Interceptor，最后再到达具体的业务中。
和Filter一样，Interceptor 中也是基于责任链模式来实现的，与之相对的HandlerInterceptor是抽象处理接口：
public interface HandlerInterceptor {
default boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
return true;
}
default void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception {
}
default void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable Exception ex) throws Exception {
}
}
会有各种具体处理类的实现：
此外在其他框架中也存在着职责链模式的使用，比如Dubbo Filter、Netty ChannelPipeline等等
三、责任链模式实战
模拟在618大促期间的业务系统上线审批流程场景：
像是这些⼀线电商类的互联⽹公司，阿⾥、京东、拼多多等，在618期间都会做⼀些运营活动场景以及 提供的扩容备战，就像过年期间百度的红包⼀样。但是所有开发的这些系统都需要陆续的上线，因为临 近618有时候也有⼀些紧急的调整的需要上线，但为了保障线上系统的稳定性是尽可能的减少上线的， 也会相应的增强审批⼒度。就像⼀级响应、⼆级响应⼀样。
⽽这审批的过程在随着特定时间点会增加不同级别的负责⼈加⼊，每个⼈就像责任链模式中的每⼀个核 ⼼点。对于研发并不需要关⼼具体的审批流程处理细节，只需要知道这个上线更严格，级别也更 ⾼，但对于研发⼈员来说同样是点击相同的提审按钮，等待审核。
使用责任链模式可以将各个服务模块按照一、二、三级进行分离，每个级别可以像Filter一样用Successor下一个级别的方法进行调用。具体结构图如下（来自《重学Java设计模式》）
具体代码结构
│——AuthInfo.java
│——AuthLink.java
│
├─business
│ AuthService.java
│
└─impl
Level1AuthLink.java
Level2AuthLink.java
Level3AuthLink.java
实现代码：
/**
* @description: 链路抽象审批
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public abstract class AuthLink {
/**时间格式化**/
protected SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
/**级别人员ID**/
protected String levelUserId;
/**级别人员姓名**/
protected String levelUserName;
/**下一个链路**/
private AuthLink next;
public AuthLink(String levelUserId, String levelUserName) {
this.levelUserId = levelUserId;
this.levelUserName = levelUserName;
}
public AuthLink next() {
return next;
}
public AuthLink appendNext(AuthLink next) {
this.next = next;
return this;
}
/**每个具体处理者必须实现的方法**/
public abstract AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate);
}
/**
* @description: 责任链中返回对象的定义
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class AuthInfo {
private String code;
private String info = " ";
public AuthInfo(String code, String... infos) { //...表示可变长参数，可以传入多个参数
this.code = code;
for (String s : infos) {
this.info = this.info.concat(s);
}
}
public String getCode() {
return code;
}
public void setCode(String code) {
this.code = code;
}
public String getInfo() {
return info;
}
public void setInfo(String info) {
this.info = info;
}
}
/**
* @description: 一级审核人
* @author: wjw
* @date: 2022/4/4
*/
public class Level1AuthLink extends AuthLink {
public Level1AuthLink(String levelUserId, String levelUserName) {
super(levelUserId, levelUserName);
}
@Override
public AuthInfo doAuth(String uId, String orderId, Date authDate) {
Date date = AuthService.queryAuthInfo(levelUserId, orderId);
if (null == date) {
return new AuthInfo("0001", "单号", orderId, "状态：一级审批负责人", levelUserName);
}
AuthLink next = super.next();
if (null == next) {
return new AuthInfo("0000", "单号", orderId, "状态：一级审批负责人", " 时间：", f.format(date), "审批人：", levelUserName);
}
return next.doAuth(uId, orderId, authDate);
}
}
/**
* @description: 测试类
* @author: wjw
* @date: 2022/4/5
*/
public class ApiTest {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApiTest.class);
@Test
public void test_AuthLink() throws ParseException {
AuthLink authLink = new Level3AuthLink("1000013", "王工")
.appendNext(new Level2AuthLink("1000012", "张经理"))
.appendNext(new Level3AuthLink("1000011", "赵总裁"));
logger.info("测试结果：{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date())));
AuthService.auth("1000013", "100099800423123");
logger.info("测试结果：{}", "模拟二级审批，王工");
logger.info("测试结果：{}",JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date())));
AuthService.auth("1000012", "100099800423123");
logger.info("测试结果：{}", "模拟二级负责人审批，张经理");
logger.info("测试结果：{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date())));
AuthService.auth("1000011", "100099800423123");
logger.info("测试结果：{}", "模拟二级负责人审批，赵总裁");
logger.info("测试结果：{}", JSON.toJSONString(authLink.doAuth("ethan", "100099800423123", new Date())));
}
}
最后的测试结果：
10:45:14.496 [main] INFO ApiTest - 测试结果：{"code":"0001","info":" 单号：100099800423123 状态：待三级审批 王工"}
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：模拟二级审批，王工
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：{"code":"0001","info":" 单号：100099800423123 状态：待三级审批 赵总裁"}
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：模拟二级负责人审批，张经理
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：{"code":"0001","info":" 单号：100099800423123 状态：待三级审批 赵总裁"}
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：模拟二级负责人审批，赵总裁
10:45:14.500 [main] INFO ApiTest - 测试结果：{"code":"0000","info":" 单号： 100099800423123 状态：三级审批完成 时间：2022-04-05 10:45:14 审批人：赵总裁"}
参考资料
《设计模式之美》
http://c.biancheng.net/view/4024.html
《重学Java设计模式》
