责任链模式详解

什么是责任链模式？

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，它将请求的发送者和接收者解耦，通过创建一个处理请求的接收者链来处理请求。这种模式允许请求沿着处理链传递，直到有一个对象处理它为止。

核心思想

1. 解耦发送者和接收者：发送者不需要知道具体由哪个接收者处理请求
2. 动态链式处理：可以灵活地调整处理链的顺序和组成
3. 责任分离：每个处理器只关注自己负责的部分

工作流程示例

以电商订单处理为例：

1. 用户提交订单
2. 系统依次执行：
   • 库存校验（检查商品是否有货）
   • 风控校验（检查用户是否存在欺诈风险）
   • 支付信息校验（检查支付方式是否有效）
   • 物流校验（检查配送地址是否可达）
3. 任何一个环节失败，整个流程终止并返回相应错误
4. 所有环节通过后，订单创建完成

模式结构

Handler（抽象处理器）

定义处理请求的接口，通常包含：

public abstract class Handler {
    protected Handler nextHandler;
    
    public void setNext(Handler handler) {
        this.nextHandler = handler;
    }
    
    public abstract void handleRequest(Request request);
}

ConcreteHandler（具体处理器）

实现具体的处理逻辑，例如：

public class InventoryHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleRequest(Request request) {
        if (checkInventory(request)) {
            if (nextHandler != null) {
                nextHandler.handleRequest(request);
            }
        } else {
            throw new RuntimeException("库存不足");
        }
    }
    
    private boolean checkInventory(Request request) {
        // 实际的库存检查逻辑
    }
}

典型应用场景

1. 订单处理系统

• 库存校验：检查商品库存是否充足
• 价格校验：检查商品价格是否发生变化
• 优惠券校验：验证优惠券是否有效
• 风控校验：评估订单欺诈风险
• 支付校验：验证支付方式和金额

2. OA审批系统

• 部门审批：部门经理审批
• 财务审批：财务部门审核预算
• 高管审批：总经理/CEO最终审批
• 归档处理：审批完成后归档

审批金额阈值示例：

• 5万元以下：部门经理审批
• 5-50万元：部门经理→财务总监
• 50万元以上：部门经理→财务总监→CEO

3. Web请求处理

Filter链

1. 字符编码过滤器：设置请求/响应编码
2. 认证过滤器：检查用户登录状态
3. 权限过滤器：验证用户权限
4. 日志过滤器：记录请求信息
5. 限流过滤器：防止DDoS攻击

Interceptor链

1. 参数校验：验证请求参数合法性
2. 数据转换：格式化请求数据
3. 性能监控：记录方法执行时间
4. 异常处理：统一异常捕获和处理

实现方式

基础实现

public abstract class Handler {
    private Handler next;
    
    public Handler setNext(Handler next) {
        this.next = next;
        return next;
    }
    
    public abstract boolean handle(Request request);
    
    protected boolean handleNext(Request request) {
        if (next == null) {
            return true;
        }
        return next.handle(request);
    }
}

Spring中的实现示例

public interface HandlerInterceptor {
    default boolean preHandle(HttpServletRequest request, 
                             HttpServletResponse response, 
                             Object handler) {
        return true;
    }
    
    default void postHandle(HttpServletRequest request,
                           HttpServletResponse response,
                           Object handler,
                           ModelAndView modelAndView) {
    }
    
    default void afterCompletion(HttpServletRequest request,
                                HttpServletResponse response,
                                Object handler,
                                Exception ex) {
    }
}

优缺点分析

优点

1. 降低耦合度：发送者无需知道具体处理器
2. 增强灵活性：可以动态调整处理链
3. 单一职责：每个处理器只关注自己的逻辑
4. 可扩展性：新增处理器无需修改现有代码

缺点

1. 性能影响：长处理链可能影响性能
2. 调试困难：请求可能在任意环节被处理
3. 循环引用：处理链配置不当可能导致循环

实际案例

Java Servlet中的FilterChain

public interface FilterChain {
    void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response);
}

// 实现示例
public class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
    private Filter[] filters;
    private int position = 0;
    
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {
        if (position < filters.length) {
            Filter filter = filters[position++];
            filter.doFilter(request, response, this);
        } else {
            // 调用servlet.service()方法
        }
    }
}

Spring Security的过滤器链

Spring Security使用责任链模式构建了复杂的安全过滤器链，包含：

1. SecurityContextPersistenceFilter
2. LogoutFilter
3. UsernamePasswordAuthenticationFilter
4. BasicAuthenticationFilter
5. RememberMeAuthenticationFilter
6. AnonymousAuthenticationFilter
7. ExceptionTranslationFilter
8. FilterSecurityInterceptor