在C#/.NET Core中責(zé)任鏈模式的使用方法

這篇文章主要講解了在C#/.NET Core中責(zé)任鏈模式的使用方法，內(nèi)容清晰明了，對(duì)此有興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下，相信大家閱讀完之后會(huì)有幫助。

最近我有一個(gè)朋友在研究經(jīng)典的“Gang Of Four”設(shè)計(jì)模式。他經(jīng)常來詢問我在實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用中使用了哪些設(shè)計(jì)模式。單例模式、工廠模式、中介者模式 - 都是我之前使用過，甚至寫過相關(guān)文章的模式。但是有一種模式是我還沒有寫過文章，即責(zé)任鏈模式。

什么是責(zé)任鏈？#

責(zé)任鏈模式（之前我經(jīng)常稱之為命令鏈模式）是一種允許以使用分層方式”處理“對(duì)象的模式。在維基百科中的經(jīng)典定義是

在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，責(zé)任鏈模式是一種由命令對(duì)象源及其一系列處理對(duì)象組成的設(shè)計(jì)模式。每個(gè)處理對(duì)象包含了它可以處理的命令對(duì)象的邏輯，其余的將傳遞給鏈中的下一個(gè)處理對(duì)象。當(dāng)然，這里還存在一種將新的處理對(duì)象追加到鏈尾的機(jī)制。因此責(zé)任鏈?zhǔn)荌f..else if.. else if...else...endif的面向?qū)ο蟀姹?。其?yōu)點(diǎn)是可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)重新排列或配置條件操作塊。

也許你會(huì)覺著上面的概念描述過于抽象，不容易理解，那么下面讓我們來看一個(gè)真實(shí)生活中的例子。

這里假設(shè)我們擁有一家銀行，銀行里面有3個(gè)級(jí)別的員工，分別是“柜員”、“主管”、“銀行經(jīng)理”。如果有人來取款，“柜員”只允許10,000美元以下的取款操作。如果金額超過10,000美元，那么它的請(qǐng)求將傳遞給“主管”?！爸鞴堋笨梢蕴幚聿怀^100,000美元的請(qǐng)求，但前提是該賬戶在必須有身份證ID。如果沒有身份證ID，則當(dāng)前請(qǐng)求必須被拒絕。如果取款金額超過100,000美元，則當(dāng)前請(qǐng)求可以轉(zhuǎn)交給“銀行經(jīng)理”，“銀行經(jīng)理”可以批準(zhǔn)任何取款金額，因?yàn)槿绻腥巳〕^100,000美元的金額，他們就是VIP, 我們不在乎VIP的身份證ID和其他規(guī)定。

這就是我們前面討論的分層“鏈”，每個(gè)人都嘗試處理當(dāng)前請(qǐng)求，如果沒有滿足要求，就傳遞給下一個(gè)。如果我們將這種場(chǎng)景轉(zhuǎn)換成代碼，就是我們所說的責(zé)任鏈模式。但是在這之前，讓我們先來看一個(gè)糟糕的實(shí)現(xiàn)方法。

一個(gè)糟糕的實(shí)現(xiàn)方式#

下面我們先使用If/Else塊來解決當(dāng)前問題。

class BankAccount
{
  bool idOnRecord { get; set; }

  void WithdrawMoney(decimal amount)
  {
    // 柜員處理
    if(amount < 10000)
    {
      Console.WriteLine("柜員提取的金額");
    } 
    // 主管處理
    else if (amount < 100000)
    {
      if(!idOnRecord)
      {
        throw new Exception("客戶沒有身份證ID");
      }

      Console.WriteLine("主管提取的金額");
    }
    else
    {
      Console.WriteLine("銀行經(jīng)理提取的金額");
    }
  }
}

以上這種實(shí)現(xiàn)方式有幾個(gè)問題：

• 添加一種新的員工級(jí)別會(huì)相當(dāng)困難，因?yàn)镮F/Else代碼塊看起來太亂了
• “主管”檢查身份證ID的邏輯在某種程度上很難進(jìn)行單元測(cè)試，因?yàn)樗仨毷紫韧ㄟ^其他的檢查
• 雖然現(xiàn)在我們只定義了提款金額的邏輯，但是如果在將來我們想要添加其他檢查（例如：VIP客戶始終由主管來處理）, 這種邏輯將很難管理，并且很容易失控。

使用責(zé)任鏈模式編碼#

下面讓我們重寫一些這部分代碼。與之前不同，這里我們創(chuàng)建一些“員工”對(duì)象，里面封裝了他們的處理邏輯。這里最重要的是，我們需要給每個(gè)員工對(duì)象指定一個(gè)直屬上級(jí)，以便當(dāng)他們處理不了當(dāng)前請(qǐng)求的時(shí)候，可以將請(qǐng)求傳遞給直屬上級(jí)。

interface IBankEmployee
{
  IBankEmployee LineManager { get; }
  void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount);
}

class Teller : IBankEmployee
{
  public IBankEmployee LineManager { get; set; }

  public void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if(amount > 10000)
    {
      LineManager.HandleWithdrawRequest(account, amount);
      return;
    }

    Console.WriteLine("柜員提取的金額");
  }
}

class Supervisor : IBankEmployee
{
  public IBankEmployee LineManager { get; set; }

  public void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if (amount > 100000)
    {
      LineManager.HandleWithdrawRequest(account, amount);
      return;
    }

    if(!account.idOnRecord)
    {
      throw new Exception("客戶沒有身份證ID");
    }

    Console.WriteLine("主管提取的金額");
  }
}

class BankManager : IBankEmployee
{
  public IBankEmployee LineManager { get; set; }

  public void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    Console.WriteLine("銀行經(jīng)理提取的金額");
  }
}

我們可以通過指定上級(jí)的方式創(chuàng)建出責(zé)任鏈。這看起來很像一個(gè)組織結(jié)構(gòu)圖。

var bankManager = new BankManager();
var bankSupervisor = new Supervisor { LineManager = bankManager };
var frontLineStaff = new Teller { LineManager = bankSupervisor };

這里我們可以創(chuàng)建一個(gè)BankAccount類，并將取款方法轉(zhuǎn)換為由前臺(tái)員工處理。

class BankAccount
{
  public bool idOnRecord { get; set; }

  public void WithdrawMoney(IBankEmployee frontLineStaff, decimal amount)
  {
     frontLineStaff.HandleWithdrawRequest(this, amount);
  }
}

現(xiàn)在，當(dāng)我們進(jìn)行取款請(qǐng)求的時(shí)候，“柜員”總是第一個(gè)來處理，如果處理不了，它會(huì)自動(dòng)將請(qǐng)求發(fā)給直屬領(lǐng)導(dǎo)。這種模式的優(yōu)雅之處有以下幾點(diǎn)：

1. 鏈中的后續(xù)子項(xiàng)并不需要知道是哪個(gè)子項(xiàng)將命令傳遞給它的。就像這里，“主管”不需要知道是為什么下級(jí)“柜員”為什么會(huì)把請(qǐng)求傳遞給他
2. "柜員"不需要知道整個(gè)鏈。他僅負(fù)責(zé)將請(qǐng)求傳遞給上級(jí)""主管""，期望請(qǐng)求能在上級(jí)“主管”那里被處理（當(dāng)前也許還需要進(jìn)一步的傳遞處理）即可
3. 當(dāng)引入新員工類型的時(shí)候，整個(gè)組織架構(gòu)圖很容易變更。例如， 我創(chuàng)建了一個(gè)新的“柜員經(jīng)理”角色，他能處理10,000-50,000美元之間的提款請(qǐng)求，“柜員經(jīng)理”的直屬上級(jí)是“主管”。這里我們并不需要對(duì)“主管”對(duì)象做任何的處理，只需要將“柜員”的直屬上級(jí)改為“柜員經(jīng)理”即可
4. 當(dāng)編寫單元測(cè)試的時(shí)候，我們可以一次只關(guān)注一個(gè)雇員角色了。例如，在測(cè)試“主管”邏輯的時(shí)候，我們就不需要測(cè)試“柜員”的邏輯了

擴(kuò)展我們的例子#

盡管我認(rèn)為以上的例子已經(jīng)能很好的說明這種模式，但是通常你會(huì)發(fā)現(xiàn)有些人會(huì)使用一個(gè)方法叫做SetNext.一般來說，我覺著這在C#中是非常罕見的，因?yàn)镃#中我們可以使用屬性獲取器和設(shè)置器。使用SetVariableName方法通常都是C++時(shí)代的事情了，那時(shí)候這通常是封裝變量的首選方法。

但這里最重要的是，其他示例通常使用抽象類來加強(qiáng)請(qǐng)求傳遞的方式。在前面代碼中有一個(gè)問題是，將請(qǐng)求傳遞給下一個(gè)處理器的時(shí)候，編寫了許多重復(fù)代碼。那么就讓我們來整理一下代碼。

這里我們要做的第一件事情就是創(chuàng)建一個(gè)抽象類，這個(gè)抽象類使我們能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化的方式處理提款請(qǐng)求。它應(yīng)該定義一個(gè)檢測(cè)條件，如果條件滿足，就執(zhí)行提款，反之，就將請(qǐng)求傳遞給直屬上級(jí)。經(jīng)過修改之后的代碼如下：

interface IBankEmployee
{
  IBankEmployee LineManager { get; }
  void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount);
}

abstract class BankEmployee : IBankEmployee
{
  public IBankEmployee LineManager { get; private set; }

  public void SetLineManager(IBankEmployee lineManager)
  {
    this.LineManager = lineManager;
  }

  public void HandleWithdrawRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if (CanHandleRequest(account, amount))
    {
      Withdraw(account, amount);
    } 
    else
    {
      LineManager.HandleWithdrawRequest(account, amount);
    }
  }

  abstract protected bool CanHandleRequest(BankAccount account, decimal amount);

  abstract protected void Withdraw(BankAccount account, decimal amount);
}

下一步，我們需要修改所有的員工類，使其繼承自BankEmployee抽象類

class Teller : BankEmployee, IBankEmployee
{
  protected override bool CanHandleRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if (amount > 10000)
    {
      return false;
    }
    return true;
  }

  protected override void Withdraw(BankAccount account, decimal amount)
  {
    Console.WriteLine("柜員提取的金額");
  }
}

class Supervisor : BankEmployee, IBankEmployee
{
  protected override bool CanHandleRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if (amount > 100000)
    {
      return false;
    }
    return true;
  }

  protected override void Withdraw(BankAccount account, decimal amount)
  {
    if (!account.idOnRecord)
    {
      throw new Exception("客戶沒有身份證ID");
    }

    Console.WriteLine("主管提取的金額");
  }
}

class BankManager : BankEmployee, IBankEmployee
{
  protected override bool CanHandleRequest(BankAccount account, decimal amount)
  {
    return true;
  }

  protected override void Withdraw(BankAccount account, decimal amount)
  {
    Console.WriteLine("銀行經(jīng)理提取的金額");
  }
}

這里請(qǐng)注意，在所有的場(chǎng)景中，都會(huì)調(diào)用抽象類中的HandleWithdrawRequest公共方法。 該方法會(huì)調(diào)用子類中定義的CanHandleRequest方法來檢測(cè)當(dāng)前角色是否滿足處理請(qǐng)求的條件，如果滿足，就調(diào)用子類中的Withdraw方法處理請(qǐng)求，否則就會(huì)嘗試將請(qǐng)求傳遞給上級(jí)角色。

我們只需要像以下代碼這樣，更改創(chuàng)建員工鏈的方式即可：

var bankManager = new BankManager();

var bankSupervisor = new Supervisor();
bankSupervisor.SetLineManager(bankManager);

var frontLineStaff = new Teller();
frontLineStaff.SetLineManager(bankSupervisor);

這里我需要再次重申，我并不喜歡使用SetXXX這種方法，但是許多例子中都喜歡這么使用，所以我就把它加了進(jìn)來。

在一些例子中，也會(huì)將判斷員工是否滿足處理請(qǐng)求的條件放在抽象類中。我個(gè)人不喜歡這樣做，因?yàn)檫@意味著所有的處理程序不得不使用相似的邏輯。例如，目前所有的檢查都是基于提取金額的，但是如果我們想要實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊的處理程序，它的條件和VIP標(biāo)志有關(guān)，那么我們將不得不又在抽象類中重新使用IF/Else, 這又將我們帶回到了IF/Else地獄中。

什么時(shí)候應(yīng)該使用責(zé)任鏈模式？#

這種模式最佳的使用場(chǎng)景是，你的業(yè)務(wù)上有一個(gè)邏輯上的處理鏈，這個(gè)處理鏈每次必須按照順序運(yùn)行。這里請(qǐng)注意，鏈分叉是這種模式的一個(gè)變體， 但是很快處理起來就會(huì)非常復(fù)雜。因此，當(dāng)我對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中“命令鏈”場(chǎng)景建模的時(shí)候，我通常會(huì)使用這種模式。這就是我以銀行為例的原因，因?yàn)樗褪乾F(xiàn)實(shí)世界中可以用代碼建模的“責(zé)任鏈”。

看完上述內(nèi)容，是不是對(duì)在C#/.NET Core中責(zé)任鏈模式的使用方法有進(jìn)一步的了解，如果還想學(xué)習(xí)更多內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。