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行为型模式(四):责任链模式

行为型模式(四):责任链模式

作者: bug喵喵 | 来源:发表于2021-02-02 17:50 被阅读0次

    一、 什么是责任链模式

    责任链, 顾名思义是将多个节点通过链条的方式连接起来,每一个节点相当于一个对象,而每一个对象层层相关,直接或者间接引用下一个对象(节点);直到链条中有一个节点处理头节点传下来的事件截止。

    二、责任链模式使用场景(以下摘自 Android源码设计模式)

    有一事件,可以被多个对象同时处理,但是由哪个对象处理则在运行时动态决定!
    在请求处理者不明确时向多个对象中提交一个请求。
    动态指定一组对象处理请求

    三、责任链模式UML图

    img

    责任链模式.png

    客户端发出请求,调用抽象类Handler中的方法处理逻辑业务。对象ConcreteHandler1与ConcreteHandler2继承Handler,其中ConcreteHandler1中持有下一个节点ConcreteHandler2的引用;事件由1对象发出,如果其处理不了,则交由2对象处理! 这是简单的责任链模式结构图,下面使用代码的方式展现:

    Handler.class

    /**
     * 抽象类
     */
    public abstract class Handler {
    
        /**
         * 下一代处理者
         */
        public Handler nextProcessor;
    
        /**
         * 每一个实现类处理
         * 
         * @param msg
         */
        public abstract void handleRequest(String msg);
        
    }
    

    Processor1.class

    /**
     * 处理者1
     */
    public class Processor1 extends Handler {
        @Override
        public void handleRequest(String msg) {
            if(msg.equals("Processor1")) {
                System.out.println("第一个处理者处理");
            } else {
                nextProcessor.handleRequest(msg);
            }
        }
    }
    

    Processor2.class

    /**
     * 处理者2
     */
    public class Processor2 extends Handler {
        @Override
        public void handleRequest(String msg) {
            if(msg.equals("Processor2")) {
                System.out.println("第二个处理者处理");
            } else {
                nextProcessor.handleRequest(msg);
            }
        }
    }
    

    测试方法:

    @Test
    public void testProcessor() {
        Processor1 processor1 = new Processor1();
        Processor2 processor2 = new Processor2();
    
        processor1.nextProcessor = processor2;
        processor2.nextProcessor = processor1;
    
        processor1.handleRequest("Processor2");
        }
    

    // 运行结果:
    第二个处理者处理
    Process finished with exit code 0

    四、OKHttp中的责任链模式

    <font color="red" size=1> 摘自百度百科</font>
    android网络框架之OKhttp
    一个处理网络请求的开源项目,是安卓端最火热的轻量级框架,由移动支付Square公司贡献(该公司还贡献了Picasso)
    用于替代HttpUrlConnection和Apache HttpClient(android API23 6.0里已移除HttpClient,现在已经打不出来)

    在使用OKHttp之前,我们可能用到更多的网络请求是Async-Http,一种用于异步处理网络的框架,或者更加直接的是使用android自带的HttpUrlConnection 和 HttpClient ,对其进行简单的封装; OKHttp开源出之后,几乎大部分项目都使用到这个开源框架,它有如下有点:

    1. 官方在6.0以后添加了OKHttp
    2. okHttp支持SPDY

    // 同时能进行的最大请求数
    private int maxRequests = 64;
    // 同时请求的相同HOST的最大个数
    private int maxRequestsPerHost = 5;
    

    okhttp3.Dispatcher.class 中定义了这两个变量,并发数可以支持到64,当然这两个数值是可以自定义的,这说明OKHttp是支持SPDY的(<font color="#666666" size=1>谷歌开发的基于TCP的应用层协议,用于最小化网络延迟,提升网络速度,优化用户的网络使用体验. SPDY并不是一种替代http的协议,只是对http的一种增强</font>)

    —— OKHttp的使用 同步获取

    private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();
     
    public void run() throws Exception {
        // 创建Request
        Request request = new Request.Builder()
            .url("http://www.baidu.com/")
            .build();
     
        // 获取到结果
        Response response = client.newCall(request).execute();
        if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);
        System.out.println(response.body().string());
    }
    
    —— 异步获取
    private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();
     
    public void run() throws Exception {
        Request request = new Request.Builder()
            .url("http://www.baidu.com/")
            .build();
     
        client.newCall(request).enqueue(new Callback() {
          @Override public void onFailure(Request request, Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
          }
     
          @Override public void onResponse(Response response) throws IOException {
            if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);
     
            Headers responseHeaders = response.headers();
            System.out.println(response.body().string());
          }
        });
    }
    

    使用过程很简单,创建一个OKHttpClient, 创建Request对象,使用同步方法顺序获取或者使用回调CallBack方法异步获取数据;执行的方法主要是client中newCall方法和enqueue方法,

    ——下面我们分析其中的源码:
    /**
    * Prepares the {@code request} to be executed at some point in the future.
    */
    @Override
    public Call newCall(Request request) {
       return RealCall.newRealCall(this, request, false /* for web socket */);
    }
    

    newCall 方法需要传一个Request,Request对象使用了构建者模式将请求方法,请求体,请求头进行了封装; newCall 获取到了Call 这个接口:

    public interface Call extends Cloneable {
      /** 获取到最开始的request */
      Request request();
    
      /** 执行请求,获取到Response */
      Response execute() throws IOException;
    
      void enqueue(Callback responseCallback);
    
      void cancel();
    
      boolean isExecuted();
    
      boolean isCanceled();
    
      Call clone();
    
      interface Factory {
        Call newCall(Request request);
      }
    }
    

    而这个接口的 实现类只有 <font color="red">okhttp3.RealCall.class</font> ,接下来我们看下他的excute() 方法:

      @Override public Response execute() throws IOException {
        synchronized (this) {
          if (executed) throw new IllegalStateException("Already Executed");
          executed = true;
        }
        captureCallStackTrace();
        eventListener.callStart(this);
        try {
          // 将本次请求添加到事件调度器中
          client.dispatcher().executed(this);
            
          // 今天的主角, 责任链获取到Response结果
          Response result = getResponseWithInterceptorChain();
          if (result == null) throw new IOException("Canceled");
          return result;
        } catch (IOException e) {
          eventListener.callFailed(this, e);
          throw e;
        } finally {
          client.dispatcher().finished(this);
        }
      }
    
    —— Dispatcher

    在讲解责任链之前,我们先看下Dispatcher调度器中有些什么?
    [图片上传失败...(image-10e627-1536636467207)]

    可以知道,它有三个双端队列,

    // 双端队列,支持首尾两端 双向开口可进可出
        
        /**
         * 准备运行的异步队列
         * 
         */
        private final Deque<AsyncCall> readyAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
    
        // 正在运行的异步
        private final Deque<AsyncCall> runningAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
    
        // 正在执行的同步队列
        private final Deque<RealCall> runningSyncCalls = new ArrayDeque<>();
    

    队列中线程使用线程池:

        /**
         * 线程池的方式启动线程,使用懒加载的方式
         */
        private @Nullable ExecutorService executorService;
        
        public synchronized ExecutorService executorService() {
            if (executorService == null) {
                //TODO 线程池
                //TODO 核心线程 最大线程 非核心线程闲置60秒回收 任务队列
                executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS,
                        new SynchronousQueue<Runnable>(), Util.threadFactory("OkHttp Dispatcher",
                        false));
            }
            return executorService;
        }
    

    而上面client执行调度器中的excute方法,实际上就是将当前请求直接添加到这个同步的双端队列中,等待线程池中的队列被执行!

    —— getResponseWithInterceptorChain()

    接下来就要执行拦截器了,而拦截器中就是使用了我们今天所知道的责任链模式,上面的责任链模式已经说的很清晰了,一环接着一环,一个对象持有下个对象的引用;我们看OKHttp中的责任链模式是怎样写的,点击进入该方法:

      Response getResponseWithInterceptorChain() throws IOException {
        // Build a full stack of interceptors.
        //责任链 实际上是像递归一样倒叙执行
        List<Interceptor> interceptors = new ArrayList<>();
        interceptors.addAll(client.interceptors());
        //5、重试与重定向
        interceptors.add(retryAndFollowUpInterceptor);
        // 4、请求头等信息
        interceptors.add(new BridgeInterceptor(client.cookieJar()));
        //3、缓存配置 根据条件(存在响应缓存并被设置为不变的或者响应在有效期内)返回缓存响应设置请求头(If-None-Match、If-Modified-Since等) 服务器可能返回304(未修改)
        interceptors.add(new CacheInterceptor(client.internalCache()));
        //2、连接
        interceptors.add(new ConnectInterceptor(client));
        if (!forWebSocket) {
          interceptors.addAll(client.networkInterceptors());
        }
        //1、流操作(写出请求体、获得响应数据)进行http请求报文的封装与请求报文的解析
        interceptors.add(new CallServerInterceptor(forWebSocket));
    
        Interceptor.Chain chain = new RealInterceptorChain(interceptors, null, null, null, 0,
            originalRequest, this, eventListener, client.connectTimeoutMillis(),
            client.readTimeoutMillis(), client.writeTimeoutMillis());
    
        return chain.proceed(originalRequest);
      }
    

    可以看到,getResponseWithInterceptorChain() 方法,是将5个拦截器添加到链表中,再新建了一个RealInterceptorChain.class 类,然后执行了我们责任链中抽象处理类的处理方法 proceed,这里是使用了接口的形式:

    public interface Interceptor {
      Response intercept(Chain chain) throws IOException;
    
      interface Chain {
        Request request();
    
        Response proceed(Request request) throws IOException;
    
        /**
         * Returns the connection the request will be executed on. This is only available in the chains
         * of network interceptors; for application interceptors this is always null.
         */
        @Nullable Connection connection();
    
        Call call();
    
        int connectTimeoutMillis();
    
        Chain withConnectTimeout(int timeout, TimeUnit unit);
    
        int readTimeoutMillis();
    
        Chain withReadTimeout(int timeout, TimeUnit unit);
    
        int writeTimeoutMillis();
    
        Chain withWriteTimeout(int timeout, TimeUnit unit);
      }
    }
    

    所以,责任现在都交给了RealInterceptorChain, 上面直接调用了Interceptor.Chain接口中的 proceed方法,我们看下他的实现:

     public Response proceed(Request request, StreamAllocation streamAllocation, HttpCodec httpCodec,
          RealConnection connection) throws IOException {
          
          .....
    
        // 创建新的拦截链,链中的拦截器集合index+1
        // Call the next interceptor in the chain.
        RealInterceptorChain next = new RealInterceptorChain(interceptors, streamAllocation, httpCodec,
            connection, index + 1, request, call, eventListener, connectTimeout, readTimeout,
            writeTimeout);
        //执行当前的拦截器 默认是:retryAndFollowUpInterceptor
        Interceptor interceptor = interceptors.get(index);
        Response response = interceptor.intercept(next);
    
        ......
        
        return response;
      }
    

    主要是上面三行代码,首先拿到下一个 拦截器,上面添加的第一个拦截器是 retryAndFollowUpInterceptor (重试与重定向)拦截器,然后将下一个拦截器传入到重试与重定向拦截器中,看看intercept这个方法在实现类中做的操作:

    @Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
    
        Request request = chain.request();
        // 首先拿到当前真实的Interceptor 实现类
        RealInterceptorChain realChain = (RealInterceptorChain) chain;
        Call call = realChain.call();
        EventListener eventListener = realChain.eventListener();
        // 核心 协调连接、请求/响应以及复用
        StreamAllocation streamAllocation = new StreamAllocation(client.connectionPool(),
            createAddress(request.url()), call, eventListener, callStackTrace);
        this.streamAllocation = streamAllocation;
    
        int followUpCount = 0;
        Response priorResponse = null;
        while (true) {
          if (canceled) {
            streamAllocation.release();
            throw new IOException("Canceled");
          }
    
          Response response;
          boolean releaseConnection = true;
          try {
            //执行到一半,又去执行了RealInterceptorChain中的proceed方法
            //实际上就是下一个拦截器
            response = realChain.proceed(request, streamAllocation, null, null);
            releaseConnection = false;
          } catch (RouteException e) {
            .....
          }
       }
    

    这个过程其实就是递归的过程,而底就是CallServerInterceptor ,这里不对拦截器作详细的讲解,每个拦截器做的处理逻辑都差不多,下面我们看下这个过程的图解:

    img

    OKHttp中的责任链.jpg

    总结:

    OKHttp中使用拦截器对不同的业务进行区分,我们也可以使用自己的自定义拦截器
    其中的责任链模式其实和我们设计模式中的有区别,这里是将分发处理给了接口,让其去处理

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