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;}@Overridepublic 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;}@Overridepublic 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() {}@Overridepublic 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Filterif (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
│
└─implLevel1AuthLink.javaLevel2AuthLink.javaLevel3AuthLink.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);}@Overridepublic 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);@Testpublic 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》