责任链模式详解

责任链模式（Chain of Responsibility）是一种行为设计模式，允许将请求沿着处理链传递，直到某个处理对象决定处理该请求。核心思想是解耦请求发送者与接收者，每个处理者持有对下一个处理者的引用，形成处理链。责任链模式是一种行为设计模式，它允许你将请求沿着处理者链进行传递，每个处理者都有机会对请求进行处理。

搞不懂语言的程序员

574人浏览 · 2025-04-08 11:48:25

搞不懂语言的程序员 · 2025-04-08 11:48:25 发布

责任链模式深度解析与实战案例

一、模式定义

责任链模式（Chain of Responsibility）是一种行为设计模式，允许将请求沿着处理链传递，直到某个处理对象决定处理该请求。核心思想是解耦请求发送者与接收者，每个处理者持有对下一个处理者的引用，形成处理链。

二、核心组件

组件作用
Handler 定义处理请求的接口，维护下一个处理者
ConcreteHandler 具体处理者，实现请求处理逻辑
Client 创建处理链，发起请求

三、模式优势

动态调整处理流程：运行时修改处理链顺序
单一职责原则：每个处理者专注特定类型请求
开闭原则：新增处理者无需修改现有代码

四、真实场景案例：采购审批系统

场景需求
某企业采购审批流程：
金额 ≤ 1万元：部门经理审批
1万 < 金额 ≤ 5万元：财务总监审批
5万 < 金额 ≤ 10万元：CEO审批
金额 > 10万元：董事会集体审批

五、Java实现代码

1. 抽象处理者

public abstract class Approver {
    protected Approver nextApprover;  // 下一个处理者
    protected String name;

    public Approver(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 设置下一级审批人
    public Approver setNextApprover(Approver nextApprover) {
        this.nextApprover = nextApprover;
        return this.nextApprover;
    }

    // 处理审批请求
    public abstract void processRequest(PurchaseRequest request);
}

2. 具体处理者实现

// 部门经理
class DepartmentManager extends Approver {
    public DepartmentManager(String name) { super(name); }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getAmount() <= 10000) {
            System.out.printf("%s 部门经理审批采购单：%s，金额：%.2f元%n", 
                    name, request.getNumber(), request.getAmount());
        } else if (nextApprover != null) {
            nextApprover.processRequest(request);
        }
    }
}

// 财务总监
class FinancialDirector extends Approver {
    public FinancialDirector(String name) { super(name); }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getAmount() <= 50000) {
            System.out.printf("%s 财务总监审批采购单：%s，金额：%.2f元%n",
                    name, request.getNumber(), request.getAmount());
        } else if (nextApprover != null) {
            nextApprover.processRequest(request);
        }
    }
}

// CEO
class CEO extends Approver {
    public CEO(String name) { super(name); }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        if (request.getAmount() <= 100000) {
            System.out.printf("%s CEO审批采购单：%s，金额：%.2f元%n",
                    name, request.getNumber(), request.getAmount());
        } else if (nextApprover != null) {
            nextApprover.processRequest(request);
        }
    }
}

// 董事会
class Board extends Approver {
    public Board(String name) { super(name); }

    @Override
    public void processRequest(PurchaseRequest request) {
        System.out.printf("%s 董事会审批采购单：%s，金额：%.2f元%n",
                name, request.getNumber(), request.getAmount());
    }
}

3. 请求对象

public class PurchaseRequest {
    private String number;      // 采购单号
    private double amount;      // 金额
    private String purpose;     // 用途

    // 构造方法、getter/setter省略
}

4. 客户端使用

public class ApprovalSystem {
    public static void main(String[] args) {
        // 构建责任链
        Approver manager = new DepartmentManager("张经理");
        Approver director = new FinancialDirector("李总监");
        Approver ceo = new CEO("王总");
        Approver board = new Board("董事会");

        manager.setNextApprover(director)
               .setNextApprover(ceo)
               .setNextApprover(board);

        // 模拟采购请求
        processRequest(manager, new PurchaseRequest("CG202307001", 8000, "办公用品"));
        processRequest(manager, new PurchaseRequest("CG202307002", 35000, "服务器采购"));
        processRequest(manager, new PurchaseRequest("CG202307003", 150000, "厂房扩建"));
    }

    private static void processRequest(Approver approver, PurchaseRequest request) {
        System.out.println("\n=== 处理采购单：" + request.getNumber() + " ===");
        approver.processRequest(request);
    }
}

六、运行结果

=== 处理采购单：CG202307001 ===
张经理 部门经理审批采购单：CG202307001，金额：8000.00元

=== 处理采购单：CG202307002 ===
李总监 财务总监审批采购单：CG202307002，金额：35000.00元

=== 处理采购单：CG202307003 ===
董事会 董事会审批采购单：CG202307003，金额：150000.00元

七、模式变体与优化

1. 功能增强方向

// 增加审批结果反馈机制
public enum ApprovalResult {
    APPROVED, REJECTED, PENDING
}

abstract class EnhancedApprover {
    public abstract ApprovalResult processEnhancedRequest(PurchaseRequest request);
}

// 添加审批备注功能
public class AuditRecord {
    private String approverName;
    private LocalDateTime auditTime;
    private String comments;
}

2. 动态配置审批流程

// 使用配置中心动态调整审批链
public class DynamicApprovalChain {
    private List<Approver> approvers = new ArrayList<>();

    public void reloadChain(ApprovalConfig config) {
        // 根据配置重新构建责任链
    }
}

八、行业应用场景

场景	具体应用	优势体现
Web请求过滤	Servlet Filter Chain	顺序处理HTTP请求/响应
异常处理	Spring MVC异常处理机制	分层处理不同异常类型
权限校验	Spring Security过滤器链	多维度安全检查
游戏事件处理	伤害计算链（护甲/抗性/增益计算）	灵活组合计算规则
金融风控系统	多级风控规则校验	动态调整风控策略

九、最佳实践建议

链长度控制
建议处理链不超过7个节点（遵循米勒法则）
复杂场景使用组合模式管理处理链

终止机制设计

// 显式终止处理流程
public interface TerminableHandler {
    void terminate();
}

性能优化
高频场景使用责任树代替单链
并行处理分支链（需保证线程安全）
调试技巧

// 添加链追踪ID
public class TraceableRequest {
    private String traceId;
    private List<String> handlerLog = new ArrayList<>();
}

十、与相似模式对比

模式	核心差异	适用场景
责任链	强调请求传递，不保证被处理	多级审批/过滤
命令模式	封装操作请求，支持撤销/重做	事务操作/任务队列
策略模式	多个算法选择其一执行	支付方式选择/压缩算法切换
管道模式	每个处理者都会处理请求	数据加工流水线