设计模式讲解02—责任链模式（Chain）

CodeSuc

发布于 2025-11-03 17:36:32

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1. 概述

定义：责任链模式是一种行为型模式，在这个模式中，通常创建了一个接收者对象的链来处理请求，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。 解释：责任链模式通过将多个处理器（处理对象）以链式结构连接起来，使得请求沿着这条链传递，直到有一个处理器处理该请求为止。责任链模式允许多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止。

⭐什么是行为型模式？

答：行为型模式主要用于描述对类或对象怎样交互和怎样分配职责。行为型模式 (Behavioral Pattern) 是对 在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化 。

2. 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，存在由于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。

3. 使用场景

3.1. 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。

3.2. 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。
有多个对象可需要处理请求：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。

4. 结构⭐

责任链模式包含以下几个主要角色：

抽象处理器（Handler）：定义一个处理请求的接口，通常包含一个处理请求的方法（如 handleRequest）和一个指向下一个处理者的引用（后继者）。
具体处理器（ConcreteHandler）：实现了抽象处理器接口，负责处理请求。如果能够处理该请求，则直接处理；否则，将请求传递给下一个处理者。
客户端（Client）：创建处理者对象，并将它们连接成一条责任链。通常，客户端只需要将请求发送给责任链的第一个处理者，无需关心请求的具体处理过程。

5. 代码实现

5.1. 需求介绍

我们创建抽象类 AbstractLogger，带有详细的日志记录级别。然后我们创建三种类型的记录器，都扩展了 AbstractLogger。每个记录器判断消息的级别是否属于自己的级别，如果是则相应地打印出来，否则不打印并把消息传给下一个记录器。

5.2. 代码演示

创建一个抽象的记录器类（抽象处理器）

/**
 * @Description 记录器类 —— 抽象处理器
 * @Author gongming.Zhang
 * @Date 2024/11/6 10:39
 * @Version 1.0
 */
public abstract class AbstractLogger {
    public static final Integer INFO = 1;
    public static final Integer DEBUG = 2;
    public static final Integer ERROR = 3;

    // protected：对本包以及不同包的子类可见
    protected Integer level;

    // 责任链中的下一个元素
    protected AbstractLogger nextLogger;

    public void setNextLogger(AbstractLogger nextLogger) {
        this.nextLogger = nextLogger;
    }

    public void logMessage(int level, String message) {
        if (this.level <= level) {
            write(message);
        }

        // 核心逻辑，链式连接多个处理器
        if (nextLogger != null) {
            nextLogger.logMessage(level, message);
        }
    }

    // 抽象方法，具体的处理器去实现对应的逻辑
    protected abstract void write(String message);
}

创建扩展了该记录器抽象类的具体实现类（具体抽象类）

/**
 * @Description 控制台日志类
 * @Author gongming.Zhang
 * @Date 2024/11/6 10:55
 * @Version 1.0
 */
public class ConsoleLogger extends AbstractLogger {

    public ConsoleLogger(int level) {
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected void write(String message) {
        System.out.println("Standard Console::Logger: " + message);
    }
}

/**
 * @Description 报错日志类
 * @Author gongming.Zhang
 * @Date 2024/11/6 10:58
 * @Version 1.0
 */
public class ErrorLogger extends AbstractLogger {

    public ErrorLogger(int level){
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected void write(String message) {
        System.out.println("Error Console::Logger: " + message);
    }
}

/**
 * @Description 文件日志类
 * @Author gongming.Zhang
 * @Date 2024/11/6 10:58
 * @Version 1.0
 */
public class FileLogger extends AbstractLogger {
 
   public FileLogger(int level){
      this.level = level;
   }
 
   @Override
   protected void write(String message) {    
      System.out.println("File::Logger: " + message);
   }
}

创建不同类型的记录器，并赋予它们不同的错误级别，并在每个记录器中设置下一个记录器。（客户端）

/**
 * 客户端 Client
 *
 * @return 返回链头
 */
private static AbstractLogger getChainOfLoggers() {
    AbstractLogger errorLogger = new ErrorLogger(AbstractLogger.ERROR);
    AbstractLogger fileLogger = new FileLogger(AbstractLogger.DEBUG);
    AbstractLogger consoleLogger = new ConsoleLogger(AbstractLogger.INFO);

    // 设置链路
    errorLogger.setNextLogger(fileLogger);
    fileLogger.setNextLogger(consoleLogger);

    return errorLogger;
}

/**
 * 测试
 */
@Test
void testChainDesignPatterns() {
    AbstractLogger loggerChain = getChainOfLoggers();

    loggerChain.logMessage(AbstractLogger.INFO, "This is an information");
    loggerChain.logMessage(AbstractLogger.DEBUG, "This is a debug level information.");

    loggerChain.logMessage(AbstractLogger.ERROR, "This is an error information.");
}

结果：

Standard Console::Logger: This is an information.
File::Logger: This is a debug level information.
Standard Console::Logger: This is a debug level information.
Error Console::Logger: This is an error information.
File::Logger: This is an error information.
Standard Console::Logger: This is an error information.

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原始发表：2025-05-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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