責任鏈模式詳解與範例

意圖與它解決的問題

意圖：讓不只一個物件有機會處理請求，藉此避免請求的傳送者與接收者之間的耦合。把接收的物件串成一條鏈，並讓請求沿著這條鏈傳遞，直到有物件處理它。這個模式是《設計模式》（Gang of Four，簡稱 GoF）一書中的行為型模式之一。

以網路商店的客服系統為例。低於 50 的退款請求可以由客服人員核准，500 以內由組長核准，更大的金額則需要經理處理。第一版往往把這些全部寫進一個函式，裡頭有一長串 if/else。每多一條規則，這個函式就更長，而且檢查的順序也被寫死了。

使用責任鏈時，每一個層級都變成各自的處理者，各負責一條規則。這些處理者被連結在一起，請求從第一個進入。要新增一個核准層級，只需要寫一個小類別，並把它插入鏈中。

結構與參與者

常見的變化有兩種。在經典形式中，第一個能處理請求的處理者會終止這條鏈。在管線形式（大多數中介軟體採用）中，每個處理者都可以做一些工作，然後決定是否呼叫下一個。

TypeScript 實作

抽象基底類別會保存下一個處理者，並提供預設的轉發行為。每個具體處理者覆寫 handle，並在無法決定時呼叫 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

用一般函式實作的中介軟體形式

在 TypeScript 中，你不需要類別。一串函式，每個函式接收一個 next 回呼，就能構成一條鏈。Express 和 Koa 的中介軟體就是這樣運作的。

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

何時使用、何時不該用

• 當好幾個物件都可能處理請求，而正確的那個要到執行時期才決定時，就使用它。
• 當處理者的集合或順序應該可以設定時使用，例如驗證步驟、核准層級或 HTTP 中介軟體。
• 當你希望每條規則各自放在一個可獨立測試的小單元時使用。
• 對於兩三個永遠不變的固定檢查，不要使用它；簡單的 if 敘述更清楚。
• 要注意，過長的鏈比較難除錯，因為從呼叫的地方看不出最後是哪個處理者採取了行動。在處理者內加入記錄會有幫助。
• 鏈對順序很敏感。例如把驗證身分放在路由處理者之後，就失去了它的意義。

實際應用

• Express 和 Koa 的中介軟體：每個函式接收請求和一個 next 函式，並決定是否繼續。
• DOM 事件傳遞：事件從目標元素開始，向上冒泡經過它的祖先，任何監聽器都可以用 event.stopPropagation() 停止它。
• Java 的 Servlet 過濾器構成一條過濾器鏈，其中每個過濾器呼叫 chain.doFilter 把請求傳下去。
• 記錄框架會把記錄從記錄器傳給它的父記錄器及其處理者。

相關模式