23种设计模式之【责任链模式】-核心原理与 Java 实践

Java 责任链模式详解

责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）是一种行为型设计模式，它通过构建一个处理者对象链，使请求能够在链中传递，直到有一个处理者能够处理该请求为止。

核心角色：

抽象处理者（Handler）：定义处理请求的接口，包含一个指向下一个处理者的引用
具体处理者（ConcreteHandler）：实现处理请求的方法，判断能否处理当前请求，如果可以则处理，否则将请求传递给下一个处理者
请求（Request）：包含需要处理的信息

优点：

降低请求发送者和接收者之间的耦合度
可以动态调整责任链结构
符合开闭原则，新增处理者无需修改原有代码

Java 责任链模式示例

下面以员工报销审批流程为例实现责任链模式：
组长可审批 ≤1000 元的报销
部门经理可审批 ≤5000 元的报销
总经理可审批 ≤10000 元的报销

public class TestZenRenLian {public static void main(String[] args) {// 创建各个审批者Approver teamLeader = new TeamLeader("张三");Approver deptManager = new DepartmentManager("李四");Approver generalManager = new GeneralManager("王五");// 构建责任链：组长→部门经理→总经理teamLeader.setNextApprover(deptManager);deptManager.setNextApprover(generalManager);// 创建报销请求Reimbursement request1 = new Reimbursement("员工A", 800);Reimbursement request2 = new Reimbursement("员工B", 3000);Reimbursement request3 = new Reimbursement("员工C", 8000);Reimbursement request4 = new Reimbursement("员工D", 15000);  // 超过最大审批权限// 处理请求teamLeader.processReimbursement(request1);teamLeader.processReimbursement(request2);teamLeader.processReimbursement(request3);teamLeader.processReimbursement(request4);}// 报销请求类public static class Reimbursement {private String name;  // 申请人private double amount;  // 报销金额public Reimbursement(String name, double amount) {this.name = name;this.amount = amount;}public String getName() {return name;}public double getAmount() {return amount;}}// 抽象处理者类public abstract static class Approver {protected Approver nextApprover;  // 下一个审批人protected String name;  // 审批人姓名public Approver(String name) {this.name = name;}// 设置下一个审批人public void setNextApprover(Approver nextApprover) {this.nextApprover = nextApprover;}// 处理报销请求的抽象方法public abstract void processReimbursement(Reimbursement request);}// 组长（处理≤1000元的报销）public static class TeamLeader extends Approver {public TeamLeader(String name) {super(name);}@Overridepublic void processReimbursement(Reimbursement request) {if (request.getAmount() <= 1000) {System.out.println("组长 " + name + " 批准了 " + request.getName() +" 的 " + request.getAmount() + " 元报销");} else if (nextApprover != null) {// 超过权限，传递给下一个审批人nextApprover.processReimbursement(request);} else {System.out.println(request.getName() + " 的 " + request.getAmount() + " 元报销无人能审批");}}}// 部门经理（处理≤5000元的报销）public static class DepartmentManager extends Approver {public DepartmentManager(String name) {super(name);}@Overridepublic void processReimbursement(Reimbursement request) {if (request.getAmount() <= 5000) {System.out.println("部门经理 " + name + " 批准了 " + request.getName() +" 的 " + request.getAmount() + " 元报销");} else if (nextApprover != null) {nextApprover.processReimbursement(request);} else {System.out.println(request.getName() + " 的 " + request.getAmount() + " 元报销无人能审批");}}}// 总经理（处理≤10000元的报销）public static class GeneralManager extends Approver {public GeneralManager(String name) {super(name);}@Overridepublic void processReimbursement(Reimbursement request) {if (request.getAmount() <= 10000) {System.out.println("总经理 " + name + " 批准了 " + request.getName() +" 的 " + request.getAmount() + " 元报销");} else if (nextApprover != null) {nextApprover.processReimbursement(request);} else {System.out.println(request.getName() + " 的 " + request.getAmount() + " 元报销无人能审批");}}}}

//组长 张三 批准了 员工A 的 800.0 元报销
//部门经理 李四 批准了 员工B 的 3000.0 元报销
//总经理 王五 批准了 员工C 的 8000.0 元报销
//员工D 的 15000.0 元报销无人能审批

代码解析

• Reimbursemen请求信息类：封装了报销请求的信息，包括申请人姓名和报销金额
• Approver 抽象类：
  定义了所有审批者的共同行为
  包含一个 nextApprover 引用，用于指向下一个审批者
  提供了设置下一个审批者的方法 setNextApprover()
  声明了处理报销请求的抽象方法 processReimbursement()
• 具体处理者：
  每个处理者只处理自己权限范围内的请求
  若无法处理，则将请求传递给下一个处理者
  形成了 “组长→部门经理→总经理” 的处理链

经典应用场景

责任链模式在实际开发中有许多经典应用场景，其核心是「将请求的发送者与处理者解耦，让多个处理者有机会依次处理请求」。以下是一些常见的应用场景：

1. 审批流程场景
   这是责任链模式最典型的应用，如：
   请假审批：员工请假 → 小组长审批（≤3 天）→ 部门经理审批（≤7 天）→ 总经理审批（≤30 天）
   报销审批：金额从小到大，依次由组长、部门经理、财务总监等逐级审批
   公文流转：文件按级别依次经过不同部门或职位处理
   特点：每个处理者有明确的权限范围，超出则传递给下一级。
2. 过滤器 / 拦截器场景
   在 Web 开发中，过滤器（Filter）或拦截器（Interceptor）链是责任链模式的经典实现：
   Servlet Filter：请求到达目标资源前，会经过多个过滤器（如编码过滤、登录验证、权限检查、XSS 过滤等），每个过滤器可决定是否继续传递请求
   Spring Interceptor：对 Controller 方法的调用进行拦截，可依次执行预处理、后处理等操作
   日志过滤：不同级别（Debug、Info、Warn、Error）的日志处理器依次判断是否需要记录日志
   特点：每个处理者专注于单一职责（如验证、过滤、转换），可动态组合顺序。
3. 事件传递场景
   在 GUI 或事件驱动开发中，事件会沿着组件层级传递：
   GUI 组件事件：如按钮点击事件，会先由按钮自身处理，若未处理则传递给父容器（面板→窗口→应用程序）
   Android 事件分发：触摸事件从 View 到 ViewGroup 再到 Activity 的传递链，每个层级可决定是否消费事件或继续传递
   特点：事件沿层级链传递，上层组件可覆盖下层处理逻辑。
4. 异常处理场景
   在异常处理中，不同的异常处理器可形成责任链：
   异常捕获链：代码中多个catch块实际上构成了责任链，从具体异常到通用异常依次匹配（如先捕获NullPointerException，再捕获Exception）
   自定义异常处理器：系统中注册多个异常处理器，依次尝试处理异常，直到被处理或抛出
   特点：按异常类型的范围从小到大依次处理。
5. 请求处理管道（Pipeline）
   在框架或中间件中，请求处理常设计为管道模式（本质是责任链的变种）：
   Netty 的 ChannelPipeline：网络请求在 Handler 链中依次经过编码、解码、业务处理等步骤
   ASP.NET Core 中间件：HTTP 请求通过一系列中间件（如路由、认证、静态文件处理）组成的管道，每个中间件可决定是否将请求传递给下一个
   特点：处理流程呈流水线式，每个节点专注于特定处理步骤。
   责任链模式的核心优势
   解耦：请求发送者无需知道具体由哪个处理者处理，只需交给链的入口
   灵活性：可动态增删处理者或调整链的顺序，符合开闭原则
   单一职责：每个处理者只关注自己职责范围内的逻辑
   当需要「多个对象处理同一类请求，且处理者的选择需要动态决定」时，责任链模式是最佳选择之一。