关于java:聊一聊责任链模式

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将一堆“事件”串联在一起,有序执行,就叫责任链

一、概述

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)是将链中每一个节点看作是一个对象,每个节点解决的申请均不同,且外部主动保护一个下一节点对象。当一个申请从链式的首端收回时,会沿着链的门路顺次传递给每一个节点对象,直至有对象解决这个申请为止,属于行为型模式。
上面放一张足球比赛的图,通过层层传递,最终射门。通过这张图,能够更好的了解责任链模式。

二、入门案例

2.1 类图

2.2 根底类介绍

形象接口 RequestHandler

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 13:41
 * @description
 */
public interface RequestHandler {void doHandler(String req);
}

抽象类 BaseRequestHandler

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 13:45
 * @description
 */
public abstract class BaseRequestHandler implements RequestHandler {

    protected RequestHandler next;

    public void next(RequestHandler next) {this.next = next;}
}

具体解决类 AHandler

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 14:00
 * @description
 */
public class AHandler extends BaseRequestHandler {

    @Override
    public void doHandler(String req) {
        // 解决本人的业务逻辑
        System.out.println("A 中解决本人的逻辑");
        // 传递给下个类(若链路中还有下个解决类)if (next != null) {next.doHandler(req);
        }
    }
}

当然还有具体的解决类 B、C 等等,这里不开展赘述。
应用类 Client

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 14:06
 * @description
 */
public class Client {public static void main(String[] args) {BaseRequestHandler a = new AHandler();
        BaseRequestHandler b = new BHandler();
        BaseRequestHandler c = new CHandler();
        a.next(b);
        b.next(c);
        a.doHandler("链路待处理的数据");
    }
}

2.3 解决流程图

三、利用场景

3.1 场景举例

场景一

前两年,在一家金融公司待过一段时间,其中就有一个业务场景:一笔订单进来,会先在后盾通过初审人员进行审批,初审不通过,订单流程完结。初审通过当前,会转给终审人员进行审批,不通过,流程完结;通过,流转到下个业务场景。
对于这块业务代码,之前一代目是一个叫知了的共事,他撸起袖子就是干,一套 if-else 干到底。起初,技术老大 CodeReview,点名要求改掉这块。于是乎,想到用用设计模式吧,而后就噼里啪啦一顿改。(当然,比较复杂的状况,还是能够用工作流来解决这个场景,过后碍于工夫老本,也就放弃了)。

场景二

上家公司对接甲方爸爸的时候,对方会调用咱们接口,将数据同步过去。同样,咱们须要将解决好的数据,传给他们。因为单方传输数据都是加密传输,所以在承受他们数据之前,须要对数据进行解密,验签,参数校验等操作。同样,咱们给他们传数据也须要进行加签,加密操作。

具体案例

话不多说,对于场景二,我来放一些伪代码,跟大家一起探讨下。
1、所有从注解开始,我这里自定义了一个注解 @Duty, 这个注解有 spring 的@Component 注解,也就是标记了这个自定义注解的类,都是交给 spring 的 bean 容器去治理。
注解中,有两个属性:1.type,定义雷同的 type 类型的 bean,会被放到一个责任链汇合中。2.order,同一个责任链汇合中,bean 的排序,数值越小,会放到链路最先的地位,优先解决。

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 16:11
 * @description
 */
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Service
public @interface Duty {
    /**
     * 标记具体业务场景
     * @return
     */
    String type() default "";

    /**
     * 排序:数值越小,排序越前
     * @return
     */
    int order() default 0;}

2、定义一个顶层的形象接口IHandler,传入 2 个泛型参数,供后续自定义。

/**
 * @author 往事如风
 * @version 1.0
 * @date 2022/10/25 15:31
 * @description 责任链顶层抽象类
 */
public interface IHandler<T, R> {
    /**
     * 形象解决类
     * @param t
     * @return
     */
    R handle(T t);
}

3、定义一个责任链 bean 的治理类HandleChainManager,用来寄存不同业务下的责任链路汇合。在该类中,有一个 Map 和两个办法。

  1. handleMap:这个 map 会寄存责任链路中,具体的执行类,key 是注解 @Duty 中定义的 type 值,value 是标记了 @Duty 注解的 bean 汇合,也就是具体的执行类汇合。
  2. setHandleMap:传入具体执行 bean 的汇合,寄存在 map 中。
  3. executeHandle:从 map 中找到具体的执行 bean 汇合,并顺次执行。

    /**
     * @author 往事如风
     * @version 1.0
     * @date 2022/10/25 16:00
     * @description 责任链治理类
     */
    public class HandleChainManager {
     /**
      * 寄存责任链路上的具体解决类
      * k- 具体业务场景名称
      * v- 具体业务场景下的责任链路汇合
      */
     private Map<String, List<IHandler>> handleMap;
    
     /**
      * 寄存零碎中责任链具体解决类
      * @param handlerList
      */
     public void setHandleMap(List<IHandler> handlerList) {
         handleMap = handlerList
                 .stream()
                 .sorted(Comparator.comparingInt(h -> AnnotationUtils.findAnnotation(h.getClass(), Duty.class).order()))
                 .collect(Collectors.groupingBy(handler -> AnnotationUtils.findAnnotation(handler.getClass(), Duty.class).type()));
     }
    
     /**
      * 执行具体业务场景中的责任链汇合
      * @param type 对应 @Duty 注解中的 type,能够定义为具体业务场景
      * @param t 被执行的参数
      */
     public <T, R> R executeHandle(String type, T t) {List<IHandler> handlers = handleMap.get(type);
         R r = null;
         if (CollectionUtil.isNotEmpty(handlers)) {for (IHandler<T, R> handler : handlers) {r = handler.handle(t);
             }
         }
         return r;
     }
    }

    4、定义一个配置类PatternConfiguration,用于拆卸下面的责任链管理器HandleChainManager

    /**
     * @author 往事如风
     * @version 1.0
     * @date 2022/10/25 15:35
     * @description 设计模式配置类
     */
    @Configuration
    public class PatternConfiguration {
    
     @Bean
     public HandleChainManager handlerChainExecute(List<IHandler> handlers) {HandleChainManager handleChainManager = new HandleChainManager();
         handleChainManager.setHandleMap(handlers);
         return handleChainManager;
     }
    
    }

    5、具体的解决类:SignChainHandlerEncryptionChainHandlerRequestChainHandler,这里我以 SignChainHandler 为例。
    在具体解决类上标记自定义注解 @Duty,该类会被注入到 bean 容器中,实现IHandler 接口,只需关怀本人的 handle 办法,解决具体的业务逻辑。

    /**
     * @author 往事如风
     * @version 1.0
     * @date 2022/10/25 15:31
     * @description 加签类
     */
    @Duty(type = BusinessConstants.REQUEST, order = 1)
    public class SignChainHandler implements IHandler<String, String> {
     /**
      * 解决加签逻辑
      * @param s
      * @return
      */
     @Override
     public String handle(String s) {
         // 加签逻辑
         System.out.println("甲方爸爸要求加签");
         return "加签";
     }
    }

    6、具体怎么调用?这里我写了个测试 controller 间接调用,具体如下:

    /**
     * @author 往事如风
     * @version 1.0
     * @date 2022/9/6 17:32
     * @description
     */
    @RestController
    @Slf4j
    public class TestController {
    
     @Resource
     private HandleChainManager handleChainManager;
    
     @PostMapping("/send")
     public String duty(@RequestBody String requestBody) {String response = handleChainManager.executeHandle(BusinessConstants.REQUEST, requestBody);
         return response;
     }
    }

    7、执行后果,会依照注解中标记的 order 顺次执行。

至此,竣工。又能够开心的撸代码了,而后在具体的执行类中,又是一顿 if-else。。。

四、源码中使用

4.1Mybatis 源码中的使用

Mybatis 中的缓存接口Cache,cache 作为一个缓存接口,最次要的性能就是增加和获取缓存的性能,作为接口它有 11 个实现类,别离实现不同的性能,上面是接口源码和实现类。

package org.apache.ibatis.cache;

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;

public interface Cache {String getId();

    void putObject(Object var1, Object var2);

    Object getObject(Object var1);

    Object removeObject(Object var1);

    void clear();

    int getSize();

    default ReadWriteLock getReadWriteLock() {return null;}
}

上面,咱们来看下其中一个子类 LoggingCache 的源码。次要看他的 putObject 办法和 getObject 办法,它在办法中间接传给下一个实现去执行。这个实现类其实是为了在获取缓存的时候打印缓存的命中率的。

public class LoggingCache implements Cache {
    private final Log log;
    private final Cache delegate;
    protected int requests = 0;
    protected int hits = 0;

    public LoggingCache(Cache delegate) {
        this.delegate = delegate;
        this.log = LogFactory.getLog(this.getId());
    }

    // ...
    public void putObject(Object key, Object object) {this.delegate.putObject(key, object);
    }

    public Object getObject(Object key) {
        ++this.requests;
        Object value = this.delegate.getObject(key);
        if (value != null) {++this.hits;}

        if (this.log.isDebugEnabled()) {this.log.debug("Cache Hit Ratio [" + this.getId() + "]:" + this.getHitRatio());
        }

        return value;
    }
    // ...
}

最初,通过 Cache 接口各种实现类的解决,最终会达到 PerpetualCache 这个实现类。与之前的解决类不同的是,这个类中有一个 map,在 map 中做存取,也就是说,最终缓存还是会保留在 map 中的。

public class PerpetualCache implements Cache {
    private final String id;
    private final Map<Object, Object> cache = new HashMap();

    public PerpetualCache(String id) {this.id = id;}

    // ...

    public void putObject(Object key, Object value) {this.cache.put(key, value);
    }

    public Object getObject(Object key) {return this.cache.get(key);
    }
    // ...

}

4.2spring 源码中的使用

4.2.1DispatcherServlet 类

DispatcherServlet 外围办法 doDispatch。HandlerExecutionChain 只是保护 HandlerInterceptor 的汇合,能够向其中注册相应的拦截器,自身不间接解决申请,将申请调配给责任链上注册处理器执行,升高职责链自身与解决逻辑之间的耦合水平。

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        HttpServletRequest processedRequest = request;
        HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
        boolean multipartRequestParsed = false;
        WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
        try {
            ModelAndView mv = null;
            Exception dispatchException = null;
            try {processedRequest = checkMultipart(request);
                multipartRequestParsed = (processedRequest != request);
                // Determine handler for the current request.
                mappedHandler = getHandler(processedRequest);
                if (mappedHandler == null) {noHandlerFound(processedRequest, response);
                    return;
                }
                // Determine handler adapter for the current request.
                HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
                // Process last-modified header, if supported by the handler.
                String method = request.getMethod();
                boolean isGet = "GET".equals(method);
                if (isGet || "HEAD".equals(method)) {long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
                    if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {return;}
                }
                if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {return;}
                // Actually invoke the handler.
                mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
                if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {return;}
                applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
                mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
            }
            catch (Exception ex) {dispatchException = ex;}
            catch (Throwable err) {
                // As of 4.3, we're processing Errors thrown from handler methods as well,
                // making them available for @ExceptionHandler methods and other scenarios.
                dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
            }
            processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
        }
        catch (Exception ex) {triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
        }
        catch (Throwable err) {
            triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler,
                    new NestedServletException("Handler processing failed", err));
        }
        finally {if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                // Instead of postHandle and afterCompletion
                if (mappedHandler != null) {mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
                }
            }
            else {
                // Clean up any resources used by a multipart request.
                if (multipartRequestParsed) {cleanupMultipart(processedRequest);
                }
            }
        }
    }

4.2.2HandlerExecutionChain 类

这里剖析的几个办法,都是从 DispatcherServlet 类的 doDispatch 办法中申请的。

  • 获取拦截器,执行 preHandle 办法

    boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, 
                         HttpServletResponse response) throws Exception {HandlerInterceptor[] interceptors = this.getInterceptors();
      if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {for(int i = 0; i < interceptors.length; this.interceptorIndex = i++) {HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
              if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {this.triggerAfterCompletion(request, response, (Exception)null);
                  return false;
              }
          }
      }
      return true;
    }
  • 在 applyPreHandle 办法中,执行 triggerAfterCompletion 办法

    void triggerAfterCompletion(HttpServletRequest request, 
                              HttpServletResponse response, Exception ex) throws Exception {HandlerInterceptor[] interceptors = this.getInterceptors();
      if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {for(int i = this.interceptorIndex; i >= 0; --i) {HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
              try {interceptor.afterCompletion(request, response, this.handler, ex);
              } catch (Throwable var8) {logger.error("HandlerInterceptor.afterCompletion threw exception", var8);
              }
          }
      }
    }
  • 获取拦截器,执行 applyPostHandle 办法

    void applyPostHandle(HttpServletRequest request, 
                       HttpServletResponse response, ModelAndView mv) 
                       throws Exception {HandlerInterceptor[] interceptors = this.getInterceptors();
      if (!ObjectUtils.isEmpty(interceptors)) {for(int i = interceptors.length - 1; i >= 0; --i) {HandlerInterceptor interceptor = interceptors[i];
              interceptor.postHandle(request, response, this.handler, mv);
          }
      }
    }

    五、总结

    5.1 长处

  1. 将申请与处了解耦。
  2. 申请解决者(节点对象)只须要关注本人感兴趣的申请进行解决即可,对于不感兴趣的申请,转发给下一个节点。
  3. 具备链式传递解决申请性能,申请发送者无需通晓链路构造,只需期待申请处理结果。
  4. 链路构造灵便,能够通过扭转链路的构造动静的新增或删减责任。
  5. 易于扩大新的申请解决类(节点),合乎 开闭准则

    5.2 毛病

  6. 责任链太长或者解决工夫过长,会影响整体性能。
  7. 如果节点对象存在循环援用时,会造成死循环,导致系统解体。

    六、参考源码

    编程文档:https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note
    
    利用仓库:https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

正文完
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