Java中使用責任鏈模式

一、問題引入

    在生活中，我們會遇到填寫調查問卷的情況，比如中國移動推送的通話質量問卷、京東的購物體驗問卷等等，這些問卷在生成之前往往會有一套復雜的邏輯，比如題目的跳轉設置、不同題目之間的互斥設置、多選題的選項之間互斥設置，以及對答案的通過性判斷等等。在這些背后，某些業務的實現就可以使用到本文所介紹的責任鏈模式，本文也將以保存用戶答題作為模擬實例引入責任鏈模式。

二、責任鏈設計模式理論知識

2.1，責任鏈概念

    顧名思義，責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）為請求創建了一個接收者對象的鏈。這種模式給予請求的類型，對請求的發送者和接收者進行解耦。這種類型的設計模式屬於行為模式。

    它的意圖的是：避免請求發送者與接收者耦合在一起，讓多個對象都有可能接收請求，將這些對象連接成一條鏈，並且沿着這條鏈傳遞請求，直到有對象處理它為止。主要解決的問題是：職責鏈上的處理者負責處理請求，客戶只需要將請求發送到職責鏈上即可，無須關心請求的處理細節和請求的傳遞，所以職責鏈將請求的發送者和請求的處理者解耦了。

從概念中我們可以知道，責任鏈模式的核心思想是，按照設計好的有序鏈條逐個自動執行每一個任務。這種設計模式在分類上屬於行為設計模式。

2.2，責任鏈類圖

 2.3，鏈的實現方式

責任鏈模式中的鏈，可以使用單向鏈表、List集合實現。個人感覺，單項鏈表在每個節點中包含下個節點的引用，在使用起來會比較方便，而且穩定。

三、責任鏈設計模式的應用

保存答題的具體場景為：先保存答題者，然后每個答題者可以回答多個問卷，所以答題者保存完成之后需要保存回答的是哪個答卷，最后保用戶的答案。

我們用respondent單詞表示答題者，用questionnaire表示答卷，用answer表示答案，在下面的代碼實例中可根據單詞的直譯表示類的作用

下面將用實際的代碼例子演示如何實現責任鏈，且默認使用的是SpringBoot框架。

首先我們創建責任鏈的處理類：RespondChainHandler

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:30:01
 * @Version 1.0
 * @Description 責任鏈模式的具體執行handler
 */
public abstract class RespondChainHandler {
    /**
     * 節點排序字段
     * */
    private int order;

    /**
     * 下一個節點
     * */
    private RespondChainHandler next;

    /**
     * 執行具體任務
     *
     * @param chainEntity 任務數據
     */
    protected abstract void doHandler(ChainEntity chainEntity);


    public int getOrder() {
        return order;
    }

    public void setOrder(int order) {
        this.order = order;
    }

    public RespondChainHandler getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(RespondChainHandler next) {
        this.next = next;
    }
}

 然后創建責任鏈的核心類，即責任鏈調用類：RespondChain

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:29:39
 * @Version 1.0
 * @Description 責任鏈模式執行保存答題任務
 */
public class RespondChain {
    /**
     * 頭節點
     * */
    private RespondChainHandler header;

    /**
     * 任務執行入口
     *
     * @param chainEntity 數據
     */
    public void proceed(ChainEntity chainEntity) {
        RespondChainHandler respond = header;
        while (respond != null) {
            respond.doHandler(chainEntity);
            respond = respond.getNext();
        }
    }

    /**
     * 添加具體任務handler到單向鏈表
     *
     * @param respond 任務handler
     * @param order   排序，越小越靠前
     */
    public void addFilter(RespondChainHandler respond, int order) {
        respond.setOrder(order);

        if (header == null) {
            header = respond;
            respond.setNext(null);
        } else if (respond.getOrder() <= header.getOrder()) {//如果當前插入的排序小於header的排序，則插入到鏈表的頭
            //插入到鏈表的隊首位置
            respond.setNext(header);
            header = respond;
        } else {//插入到中間某一個位置
            RespondChainHandler previous = header;
            RespondChainHandler current = previous.getNext();
            //尋找鏈表中符合當前order排序的位置
            while (current != null) {
                if (respond.getOrder() <= current.getOrder()) {
                    previous.setNext(respond);
                    respond.setNext(current);
                    break;
                } else {
                    previous = current;
                    current = previous.getNext();
                }
            }
            //隊尾
            if (current == null) {
                respond.setNext(null);
                previous.setNext(respond);
            }
        }
    }
}

創建責任鏈處理的數據類：ChainEntity（這里名字起的不好，或許用DTO表示會更清晰）

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:32:36
 * @Version 1.0
 * @Description 責任鏈需要處理的數據
 */
@Data
public class ChainEntity {
    //示例字段
    private Integer id;
    //示例字段
    private String str1;
    //示例字段
    private String str2;
    //示例字段
    private List<Question> questions;

    @Data
    public static class Question {
        //示例字段
        private Long questionId;
        //示例字段
        private String questionName;
        //示例字段
        private List<Answer> answers;

        @Data
        public static class Answer{
            //示例字段
            private Long itemId;
            //示例字段
            private String itemContent;
        }
    }
}

處理類：RespondChainHandler是一個抽象類，具體的任務處理處理類要繼承該類。RespondChainHandler處理類中有兩個關鍵的地方：order和next，order用於加入單向鏈表時排序使用，next指向的是下一個節點。

調用類：RespondChain，header是單向鏈表的頭節點，processd是任務執行入口，其中參數ChainEntity是外部傳入的數據，作為責任鏈要處理的數據的載體。processd方法從header開始，先執行header節點里的doHandler任務，然后指向next節點，用while循環執行下去，直到沒有更多的next節點。

下面我們創建具體的任務子類：

創建保存答題者任務子類：SaveRespondentClient

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:30:22
 * @Version 1.0
 * @Description 保存答題者任務
 */
@Component
public class SaveRespondentClient extends RespondChainHandler {

    @Override
    protected void doHandler(ChainEntity chainEntity) {
        System.out.println("保存答題者任務完成...");
    }
}

創建保存答卷任務子類：SaveQuestionnaireClient

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:30:45
 * @Version 1.0
 * @Description 保存答卷任務
 */
@Component
public class SaveQuestionnaireClient extends RespondChainHandler {

    @Override
    protected void doHandler(ChainEntity chainEntity) {
        System.out.println("保存答卷任務完成...");
    }
}

創建保存答案任務子類：SaveAnswerClient

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:31:00
 * @Version 1.0
 * @Description 保存答案任務
 */
@Component
public class SaveAnswerClient extends RespondChainHandler {

    @Override
    protected void doHandler(ChainEntity chainEntity) {
        System.out.println("保存答案任務完成...");
    }
}

這三個子類處理自己職責范圍內的事情。

然后我們創建外部調用類，處理保存答題業務，外部調用類用Controller模擬。我們默認使用的是SpringBoot框架，所以可以不用new對象，使用IOC容器即可。如果不使用SpringBoot當然是可以的，不過要記得將類實例化。

/**
 * @Author Administrator
 * @Date 2021-02-17 15:37:08
 * @Version 1.0
 * @Description 責任鏈模式測試controller
 */
@RestController
@RequestMapping("/chain")
public class ChainController {
    //從IOC容器中取出處理類映射成Map，Map的key是處理類的類名，value是已實例化的子類
    @Resource
    private Map<String, RespondChainHandler> respondChainHandlerMap;

    @GetMapping(value = "save")
    public String save(){
        ChainEntity chainEntity =new ChainEntity();
        RespondChain respondChain = new RespondChain();
        respondChain.addFilter(respondChainHandlerMap.get("saveRespondentClient"), 1);
        respondChain.addFilter(respondChainHandlerMap.get("saveQuestionnaireClient"), 2);
        respondChain.addFilter(respondChainHandlerMap.get("saveAnswerClient"), 3);
        //開始執行
        respondChain.proceed(chainEntity);

        return "執行完成";
    }
}

我們啟動，測試結果為：

  調用成功，任務按照我們的預期依次順序執行。