在現實生活中，常常會出現這樣的事例：一個請求有多個對象可以處理，但每個對象的處理條件或權限不同。例如，公司員工請假，可批假的上司有部門負責人、副總經理、總經理等，但每個上司能準許的天數不同，員工必須根據自己要請假的天數去找不同的上司簽名，也就是說員工必須記住每個上司的姓名、電話和位址等資訊，這增加了難度。這樣的例子還有很多，如找上司出差報帳、生活中的“擊鼓傳花”遊戲等。
在計算機軟硬體中也有相關例子，如總線網中資料報傳送，每台計算機根據目标位址是否同自己的位址相同來決定是否接收；還有異常進行中，處理程式根據異常的類型決定自己是否處理該異常；還有 Struts2 的攔截器、JSP 和 Servlet 的 Filter 等，所有這些，如果用責任鍊模式都能很好解決。
模式的定義與特點
責任鍊（Chain of Responsibility）模式的定義：為了避免請求發送者與多個請求處理者耦合在一起，将所有請求的處理者通過前一對象記住其下一個對象的引用而連成一條鍊；當有請求發生時，可将請求沿着這條鍊傳遞，直到有對象處理它為止。
注意：責任鍊模式也叫職責鍊模式。
在責任鍊模式中，客戶隻需要将請求發送到責任鍊上即可，無須關心請求的處理細節和請求的傳遞過程，是以責任鍊将請求的發送者和請求的處理者解耦了。
責任鍊模式是一種對象行為型模式，其主要優點如下。
- 降低了對象之間的耦合度。該模式使得一個對象無須知道到底是哪一個對象處理其請求以及鍊的結構，發送者和接收者也無須擁有對方的明确資訊。
- 增強了系統的可擴充性。可以根據需要增加新的請求處理類，滿足開閉原則。
- 增強了給對象指派職責的靈活性。當工作流程發生變化，可以動态地改變鍊内的成員或者調動它們的次序，也可動态地新增或者删除責任。
- 責任鍊簡化了對象之間的連接配接。每個對象隻需保持一個指向其後繼者的引用，不需保持其他所有處理者的引用，這避免了使用衆多的 if 或者 if···else 語句。
- 責任分擔。每個類隻需要處理自己該處理的工作，不該處理的傳遞給下一個對象完成，明确各類的責任範圍，符合類的單一職責原則。
其主要缺點如下。
- 不能保證每個請求一定被處理。由于一個請求沒有明确的接收者，是以不能保證它一定會被處理，該請求可能一直傳到鍊的末端都得不到處理。
- 對比較長的職責鍊，請求的處理可能涉及多個處理對象，系統性能将受到一定影響。
- 職責鍊建立的合理性要靠用戶端來保證，增加了用戶端的複雜性，可能會由于職責鍊的錯誤設定而導緻系統出錯，如可能會造成循環調用。
模式的結構與實作
通常情況下，可以通過資料連結清單來實作職責鍊模式的資料結構。
1. 模式的結構
職責鍊模式主要包含以下角色。
- 抽象處理者（Handler）角色：定義一個處理請求的接口，包含抽象處理方法和一個後繼連接配接。
- 具體處理者（Concrete Handler）角色：實作抽象處理者的處理方法，判斷能否處理本次請求，如果可以處理請求則處理，否則将該請求轉給它的後繼者。
- 客戶類（Client）角色：建立處理鍊，并向鍊頭的具體處理者對象送出請求，它不關心處理細節和請求的傳遞過程。
其結構圖如圖 1 所示。用戶端可按圖 2 所示設定責任鍊。
圖1 責任鍊模式的結構圖
圖2 責任鍊
2. 模式的實作
職責鍊模式的實作代碼如下：
package chainOfResponsibility;
public class ChainOfResponsibilityPattern
{
public static void main(String[] args)
{
//組裝責任鍊
Handler handler1=new ConcreteHandler1();
Handler handler2=new ConcreteHandler2();
handler1.setNext(handler2);
//送出請求
handler1.handleRequest("two");
}
}
//抽象處理者角色
abstract class Handler
{
private Handler next;
public void setNext(Handler next)
{
this.next=next;
}
public Handler getNext()
{
return next;
}
//處理請求的方法
public abstract void handleRequest(String request);
}
//具體處理者角色1
class ConcreteHandler1 extends Handler
{
public void handleRequest(String request)
{
if(request.equals("one"))
{
System.out.println("具體處理者1負責處理該請求！");
}
else
{
if(getNext()!=null)
{
getNext().handleRequest(request);
}
else
{
System.out.println("沒有人處理該請求！");
}
}
}
}
//具體處理者角色2
class ConcreteHandler2 extends Handler
{
public void handleRequest(String request)
{
if(request.equals("two"))
{
System.out.println("具體處理者2負責處理該請求！");
}
else
{
if(getNext()!=null)
{
getNext().handleRequest(request);
}
else
{
System.out.println("沒有人處理該請求！");
}
}
}
}
程式運作結果如下：
具體處理者2負責處理該請求！
模式的應用執行個體
【例1】用責任鍊模式設計一個請假條審批子產品。
分析：假如規定學生請假小于或等于 2 天，班主任可以準許；小于或等于 7 天，系主任可以準許；小于或等于 10 天，院長可以準許；其他情況不予準許；這個執行個體适合使用職責鍊模式實作。
首先，定義一個上司類（Leader），它是抽象處理者，包含了一個指向下一位上司的指針 next 和一個處理假條的抽象處理方法 handleRequest(int LeaveDays)；然後，定義班主任類（ClassAdviser）、系主任類（DepartmentHead）和院長類（Dean），它們是抽象處理者的子類，是具體處理者，必須根據自己的權力去實作父類的 handleRequest(int LeaveDays) 方法，如果無權處理就将假條交給下一位具體處理者，直到最後；客戶類負責建立處理鍊，并将假條交給鍊頭的具體處理者（班主任）。圖 3 所示是其結構圖。
圖3 請假條審批子產品的結構圖
程式代碼如下：
package chainOfResponsibility;
public class LeaveApprovalTest
{
public static void main(String[] args)
{
//組裝責任鍊
Leader teacher1=new ClassAdviser();
Leader teacher2=new DepartmentHead();
Leader teacher3=new Dean();
//Leader teacher4=new DeanOfStudies();
teacher1.setNext(teacher2);
teacher2.setNext(teacher3);
//teacher3.setNext(teacher4);
//送出請求
teacher1.handleRequest(8);
}
}
//抽象處理者：上司類
abstract class Leader
{
private Leader next;
public void setNext(Leader next)
{
this.next=next;
}
public Leader getNext()
{
return next;
}
//處理請求的方法
public abstract void handleRequest(int LeaveDays);
}
//具體處理者1：班主任類
class ClassAdviser extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=2)
{
System.out.println("班主任準許您請假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("請假天數太多，沒有人準許該假條！");
}
}
}
}
//具體處理者2：系主任類
class DepartmentHead extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=7)
{
System.out.println("系主任準許您請假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("請假天數太多，沒有人準許該假條！");
}
}
}
}
//具體處理者3：院長類
class Dean extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=10)
{
System.out.println("院長準許您請假" + LeaveDays + "天。");
}
else
{
if(getNext() != null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("請假天數太多，沒有人準許該假條！");
}
}
}
}
//具體處理者4：教務處長類
class DeanOfStudies extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=20)
{
System.out.println("教務處長準許您請假"+LeaveDays+"天。");
}
else
{
if(getNext()!=null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("請假天數太多，沒有人準許該假條！");
}
}
}
}
程式運作結果如下：
院長準許您請假8天。
假如增加一個教務處長類，可以準許學生請假 20 天，也非常簡單，代碼如下：
//具體處理者4:教務處長類
class DeanOfStudies extends Leader
{
public void handleRequest(int LeaveDays)
{
if(LeaveDays<=20)
{
System.out.println("教務處長準許您請假"+LeaveDays+"天。");
}
else
{
if(getNext()!=null)
{
getNext().handleRequest(LeaveDays);
}
else
{
System.out.println("請假天數太多，沒有人準許該假條！");
}
}
}
}
模式的應用場景
前邊已經講述了關于責任鍊模式的結構與特點，下面介紹其應用場景，責任鍊模式通常在以下幾種情況使用。
- 有多個對象可以處理一個請求，哪個對象處理該請求由運作時刻自動确定。
- 可動态指定一組對象處理請求，或添加新的處理者。
- 在不明确指定請求處理者的情況下，向多個處理者中的一個送出請求。
模式的擴充
職責鍊模式存在以下兩種情況。
- 純的職責鍊模式：一個請求必須被某一個處理者對象所接收，且一個具體處理者對某個請求的處理隻能采用以下兩種行為之一：自己處理（承擔責任）；把責任推給下家處理。
- 不純的職責鍊模式：允許出現某一個具體處理者對象在承擔了請求的一部分責任後又将剩餘的責任傳給下家的情況，且一個請求可以最終不被任何接收端對象所接收。