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设计模式教程：责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）

news 来源：原创 2025/9/17 23:52:00

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种常用的设计模式，它属于行为型模式，主要解决的是多个对象处理一个请求时，如何解耦请求的发送者和接收者，以及如何将请求的处理职责分配给不同的对象。

1. 责任链模式的定义：

责任链模式使得多个对象有机会处理请求，而不是由一个对象来处理请求。每个处理者都有一个指向下一个处理者的指针，当一个请求到达某个处理者时，它会决定自己是否能够处理该请求，如果能够处理就处理，否则将请求传递给下一个处理者。

2. 责任链模式的结构：

Handler（处理者）：这是一个抽象类或接口，定义了处理请求的方法，通常是一个抽象方法 handleRequest()，并且通常会有一个指向下一个处理者的引用（即链条中的下一个对象）。
ConcreteHandler（具体处理者）：每个具体的处理者类都实现了处理请求的逻辑。如果当前处理者不能处理该请求，它会将请求传递给链中的下一个处理者。具体处理者通常会根据某些条件判断是否能够处理请求。
Client（客户端）：客户端负责将请求发送到链中的第一个处理者。客户端不关心请求如何被处理，只是把请求交给责任链的第一个处理者。

3. 责任链模式的流程：

客户端发送请求：客户端把请求交给链中的第一个处理者。
处理者判断是否能处理请求：每个处理者都可以根据自己的能力判断自己是否能处理这个请求。如果处理者能处理，则处理请求；否则，将请求传递给链中的下一个处理者。
继续传递请求：如果没有处理者能够处理请求，那么请求就会被完全传递出去，或者返回错误。

4. 责任链模式的优点：

解耦请求的发送者和接收者：客户端不需要知道具体哪个处理者会处理请求，只是将请求交给责任链的第一个处理者，后续的责任链内部如何处理不需要关心。
灵活性高：可以动态添加处理者。通过修改链中的处理者顺序或者添加新的处理者，可以很方便地改变处理流程。
责任的分配更加清晰：每个处理者只需要关心自己能处理的任务，而不必了解整个请求的处理过程。

5. 责任链模式的缺点：

性能问题：如果责任链过长，请求可能需要在链中传递很久，这会影响性能。
责任链复杂：当责任链中有很多处理者时，维护责任链的代码可能变得复杂，尤其是当责任链变化频繁时。
请求丢失问题：如果没有任何处理者处理请求，可能会导致请求丢失或者处理失败。

6. 责任链模式的示例：

6.1 简单的责任链实现

假设我们有三个不同的处理者，需要对请求进行处理，处理规则如下：

6.3 责任链模式的优化：

请求的数字小于 10 由 ConcreteHandler1 处理。
请求的数字介于 10 和 20 之间由 ConcreteHandler2 处理。

请求的数字大于 20 由 ConcreteHandler3 处理。

// Handler 抽象类
abstract class Handler {protected Handler nextHandler; // 下一个处理者public void setNextHandler(Handler nextHandler) {this.nextHandler = nextHandler;}public abstract void handleRequest(int request);
}// ConcreteHandler1
class ConcreteHandler1 extends Handler {@Overridepublic void handleRequest(int request) {if (request < 10) {System.out.println("ConcreteHandler1 handles request " + request);} else if (nextHandler != null) {nextHandler.handleRequest(request);}}
}// ConcreteHandler2
class ConcreteHandler2 extends Handler {@Overridepublic void handleRequest(int request) {if (request >= 10 && request < 20) {System.out.println("ConcreteHandler2 handles request " + request);} else if (nextHandler != null) {nextHandler.handleRequest(request);}}
}// ConcreteHandler3
class ConcreteHandler3 extends Handler {@Overridepublic void handleRequest(int request) {if (request >= 20) {System.out.println("ConcreteHandler3 handles request " + request);} else if (nextHandler != null) {nextHandler.handleRequest(request);}}
}// Client
public class Client {public static void main(String[] args) {Handler handler1 = new ConcreteHandler1();Handler handler2 = new ConcreteHandler2();Handler handler3 = new ConcreteHandler3();// 设置责任链handler1.setNextHandler(handler2);handler2.setNextHandler(handler3);// 处理请求int[] requests = {5, 15, 25, 30};for (int request : requests) {handler1.handleRequest(request);}}
}

输出：

ConcreteHandler1 handles request 5
ConcreteHandler2 handles request 15
ConcreteHandler3 handles request 25
ConcreteHandler3 handles request 30

6.2 责任链模式的应用场景

日志处理：不同级别的日志（如调试、信息、警告、错误）可以通过责任链来处理，不同级别的日志传递给不同的处理者。
用户请求处理：比如在电商系统中，用户的请求（如订单支付、退货申请等）可以通过责任链传递，处理者可以根据请求类型、用户权限等进行不同的处理。
权限校验：多个权限校验规则可以通过责任链模式处理，用户请求可以依次通过不同的校验器。
添加缓存机制：如果请求传递链很长，可以为请求的处理结果添加缓存，避免重复处理。
提前终止链条：如果某个处理者已经完成了请求处理，可以选择终止责任链，避免继续传递。
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7. 总结

责任链模式通过将请求传递给链中的多个处理者，让请求的处理变得灵活且可扩展。通过责任链，我们可以轻松添加或移除处理者，从而无需更改客户端代码。对于那些有多种不同处理方式的请求，责任链模式是一个非常有效的设计方案。

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1. 责任链模式的定义：

2. 责任链模式的结构：

3. 责任链模式的流程：

4. 责任链模式的优点：

5. 责任链模式的缺点：

6. 责任链模式的示例：

6.1 简单的责任链实现

6.3 责任链模式的优化：

6.2 责任链模式的应用场景

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7. 总结

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