责任链模式详解与示例

意图与它要解决的问题

意图：让多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者与接收者之间的耦合。把接收对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它。该模式是《设计模式》（四人组，GoF）一书中的行为型模式之一。

以网店的客服系统为例。金额低于 50 的退款请求，客服专员就可以批准；500 以内由组长批准；更大的金额则需要经理批准。最初的版本往往把这一切放进一个带有长长 if/else 链的函数里。每增加一条规则，这个函数就更长一些，而且检查的顺序是写死的。

有了责任链，每个级别都成为拥有一条规则的独立处理者。这些处理者被连接在一起，请求从第一个进入。增加一个新的审批级别，只需编写一个小类并把它插入链中。

结构与参与者

常见的变体有两种。在经典形式中，第一个能处理请求的处理者会终止这条链。在管道形式（大多数中间件采用）中，每个处理者都可以先做一些工作，再决定是否调用下一个。

TypeScript 实现

一个抽象基类保存下一个处理者，并提供默认的转发行为。每个具体处理者重写 handle，在无法决定时调用 super.handle。

type Refund = { amount: number };
abstract class Approver {
  private next?: Approver;
  setNext(next: Approver): Approver {
    this.next = next;
    return next; // allows a.setNext(b).setNext(c)
  }
  handle(req: Refund): string {
    return this.next ? this.next.handle(req) : "rejected: no one can approve " + req.amount;
  }
}
class Agent extends Approver {
  handle(req: Refund): string {
    return req.amount < 50 ? "agent approved " + req.amount : super.handle(req);
  }
}
class TeamLead extends Approver {
  handle(req: Refund): string {
    return req.amount <= 500 ? "team lead approved " + req.amount : super.handle(req);
  }
}
class Manager extends Approver {
  handle(req: Refund): string {
    return req.amount <= 5000 ? "manager approved " + req.amount : super.handle(req);
  }
}
const chain = new Agent();
chain.setNext(new TeamLead()).setNext(new Manager());
for (const amount of [20, 300, 2000, 9000]) console.log(chain.handle({ amount }));
// agent approved 20
// team lead approved 300
// manager approved 2000
// rejected: no one can approve 9000

用普通函数实现的中间件形式

在 TypeScript 中并不需要类。一个函数列表，其中每个函数接收一个 next 回调，就构成了一条链。Express 和 Koa 的中间件就是这样工作的。

type Req = { user?: string; path: string };
type Middleware = (req: Req, next: () => string) => string;
const auth: Middleware = (req, next) => (req.user ? next() : "401 Unauthorized");
const log: Middleware = (req, next) => {
  console.log("request", req.path);
  return next();
};
const route = (req: Req) => "200 OK " + req.path;
function run(chain: Middleware[], req: Req): string {
  const step = (i: number): string =>
    i < chain.length ? chain[i](req, () => step(i + 1)) : route(req);
  return step(0);
}
console.log(run([log, auth], { path: "/admin" }));
console.log(run([log, auth], { user: "ana", path: "/admin" }));
// request /admin
// 401 Unauthorized
// request /admin
// 200 OK /admin

何时使用，何时不用

• 当多个对象都可能处理请求，并且由运行时决定哪一个合适时，使用它。
• 当处理者的集合或顺序需要可配置时使用，例如校验步骤、审批级别或 HTTP 中间件。
• 当你希望每条规则都放在各自的小单元中，便于单独测试时使用。
• 对于两三个永远不变的固定检查，不要使用它；简单的 if 语句更清晰。
• 要意识到，过长的链更难调试，因为从调用处看不出最后是哪个处理者起了作用。在处理者内部记录日志会有帮助。
• 链对顺序很敏感。例如，把身份验证放在路由处理者之后，就违背了它的初衷。

实际应用

• Express 和 Koa 中间件：每个函数接收请求和一个 next 函数，并决定是否继续。
• DOM 事件传播：事件从目标元素向上经过它的各级祖先冒泡，任何监听器都可以用 event.stopPropagation() 阻止它。
• Java Servlet 过滤器构成过滤器链，其中每个过滤器调用 chain.doFilter 把请求传递下去。
• 日志框架会把日志记录从一个 logger 传递给它的父 logger 及其处理器。

相关模式