1. 责任链模式概述
责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） 是一种行为型设计模式，它允许多个对象依次处理请求，形成一条处理链。每个对象都包含对下一个对象的引用，如果它无法处理请求，则将请求传递给下一个对象。
责任链模式的主要特点
-
降低耦合：请求的发送者和接收者解耦，发送者无需关心请求由谁处理。
-
动态组合处理者：可以在运行时决定请求的处理顺序。
-
增强灵活性：可以方便地增加或修改处理逻辑。
责任链模式的核心角色
-
Handler（处理者接口）：定义处理请求的方法，并包含一个指向下一个处理者的引用。
-
ConcreteHandler（具体处理者）：具体实现处理逻辑，如果无法处理请求，则传递给下一个处理者。
-
Client（客户端）：创建责任链，并向链的起点发送请求。
2. 责任链模式的 Python 实现
2.1 经典实现
class Handler:"""处理者基类"""def __init__(self, successor=None):self.successor = successor # 指向下一个处理者def handle_request(self, request):if self.successor:self.successor.handle_request(request)class ConcreteHandlerA(Handler):def handle_request(self, request):if request == "A":print("ConcreteHandlerA 处理请求 A")elif self.successor:self.successor.handle_request(request)class ConcreteHandlerB(Handler):def handle_request(self, request):if request == "B":print("ConcreteHandlerB 处理请求 B")elif self.successor:self.successor.handle_request(request)# 创建责任链
handler_chain = ConcreteHandlerA(ConcreteHandlerB())# 发送请求
handler_chain.handle_request("A") # 由 ConcreteHandlerA 处理
handler_chain.handle_request("B") # 由 ConcreteHandlerB 处理
handler_chain.handle_request("C") # 无处理者响应2.2 使用装饰器优化责任链
class Handler:def __init__(self):self.next_handler = Nonedef set_next(self, handler):self.next_handler = handlerreturn handlerdef handle(self, request):if self.next_handler:return self.next_handler.handle(request)return Noneclass AuthHandler(Handler):def handle(self, request):if request.get("auth", False):print("AuthHandler: 认证成功")return super().handle(request)print("AuthHandler: 认证失败")return Noneclass LoggingHandler(Handler):def handle(self, request):print("LoggingHandler: 记录日志")return super().handle(request)# 创建责任链
handler_chain = AuthHandler()
handler_chain.set_next(LoggingHandler())# 处理请求
request = {"auth": True}
handler_chain.handle(request) # 认证成功 -> 记录日志3. 责任链模式的优缺点
优点
✅ 降低耦合：请求的发送方和处理方解耦，灵活性提高。
✅ 动态组合处理者：可以根据需求动态修改责任链结构。
✅ 增强扩展性：新增处理逻辑时，只需增加新的处理者，无需修改已有代码。
缺点
❌ 请求可能未被处理：如果责任链没有合适的处理者，可能导致请求未被处理。
❌ 调试困难：由于请求可能经过多个处理者，调试可能较为复杂。
❌ 可能影响性能：如果责任链过长，可能导致请求的处理变慢。
4. 适用场景
责任链模式适用于以下场景：
-
多个对象可以处理同一请求，但具体由哪个对象处理在运行时确定（如日志记录、事件处理）。
-
希望避免请求发送者和接收者之间的强耦合（如权限验证）。
-
希望能动态调整处理者的顺序（如拦截器、过滤器链）。
5. 责任链模式的实际应用
5.1 Web 框架中的请求处理
在 Web 框架（如 Flask、Django）中，中间件（Middleware）通常采用责任链模式。例如：
class Middleware:def __init__(self, next_middleware=None):self.next = next_middlewaredef process_request(self, request):if self.next:return self.next.process_request(request)class AuthMiddleware(Middleware):def process_request(self, request):if not request.get("authenticated", False):return "403 Forbidden"return super().process_request(request)class LoggerMiddleware(Middleware):def process_request(self, request):print(f"Logging request: {request}")return super().process_request(request)# 构建责任链
middleware_chain = AuthMiddleware(LoggerMiddleware())# 处理请求
request = {"authenticated": True}
response = middleware_chain.process_request(request)
print(response)5.2 事件处理系统
如 GUI 事件处理、游戏开发中键盘/鼠标事件的传递。
5.3 任务审批流程
如公司审批流程，经理审批后交给总监，总监审批后交给 CEO。
6. 总结
责任链模式通过将多个处理者串联成链，使得请求可以沿着链传递，直到被合适的处理者处理。这种模式有效降低了对象之间的耦合，提高了系统的灵活性和可扩展性。
责任链模式适用于 请求处理具有层次性或顺序性的场景，如日志记录、权限校验、Web 中间件等。