1. 前言

設計模式在軟件開發中被廣泛使用。通過使用設計模式，開發人員可以更加高效地開發出高質量的軟件系統，提高代碼的可讀性、可維護性和可擴展性。

責任鏈模式是一種常用的行為型設計模式，它將請求沿著處理鏈進行發送，直到其中一個處理者對請求進行處理為止。在責任鏈模式中，通常會有多個處理者，每個處理者都有一個處理請求的方法。當一個請求到達處理鏈的起點時，會依次傳遞給每個處理者進行處理，直到某個處理者能夠處理該請求。這樣可以保證每個請求都能被處理，并且可以根據實際情況動態地添加或刪除處理者，以滿足不同的需求。

責任鏈模式可以幫助降低系統的耦合度，增加系統的靈活性和可擴展性，其在SpringMVC、Netty等許多框架中均有實現。責任鏈模式常用于以下場景：處理復雜的請求邏輯，例如權限驗證、日志記錄等；避免請求發送者和接收者之間的耦合關系；動態地組織處理流程，以適應不同的請求類型和復雜度。

我們在日常開發中如果要使用責任鏈模式，通常需要自己來實現，但自己臨時實現的責任鏈既不通用，也很容易產生框架與業務代碼耦合不清等問題，增加Code Review 的成本。

Netty的代碼向來以優雅著稱，早年我在閱讀Netty的源碼時，萌生出將其責任鏈的實現應用到業務開發中的想法，之后花了點時間將Netty中責任鏈的實現代碼抽取出來，形成了本項目，也就是pie。pie的核心代碼均來自Netty，絕大部分的 API 與 Netty 是一致的。

pie 是一個可快速上手的責任鏈框架，開發者只需要專注業務，開發相應的業務Handler，即可完成業務的責任鏈落地。

一分鐘學會、三分鐘上手、五分鐘應用，歡迎 star。

pie 源碼地址：https://github.com/feiniaojin/pie.git

pie 案例工程源碼地址：https://github.com/feiniaojin/pie-example.git

2. 快速入門

2.1 引入 maven 依賴

pie 目前已打包發布到 maven 中央倉庫，開發者可以直接通過 maven 坐標將其引入到項目中。

    com.feiniaojin.ddd.ecosystem
    pie
    1.0

目前最新的版本是 1.0

2.2 實現出參工廠

出參也就是執行結果，一般的執行過程都要求有執行結果返回。實現 OutboundFactory 接口，用于產生接口默認返回值。

例如：

public class OutFactoryImpl implements OutboundFactory {
    @Override
    public Object newInstance() {
        Result result = new Result();
        result.setCode(0);
        result.setMsg("ok");
        return result;
    }
}

2.3 實現 handler 接口完成業務邏輯

在 pie 案例工程( https://github.com/feiniaojin/pie-example.git )的 Example1 中，為了展示 pie 的使用方法，實現了一個虛擬的業務邏輯：CMS類項目修改文章標題、正文，大家不要關注修改操作放到兩個 handler 中是否合理，僅作為講解案例。

三個 Handler 功能如下：

CheckParameterHandler：用于參數校驗。

ArticleModifyTitleHandler：用于修改文章的標題。

ArticleModifyContentHandler：用于修改文章的正文。

CheckParameterHandler 的代碼如下：

public class CheckParameterHandler implements ChannelHandler {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CheckParameterHandler.class);

    @Override
    public void channelProcess(ChannelHandlerContext ctx,
                               Object in,
                               Object out) throws Exception {

        logger.info("參數校驗:開始執行");

        if (in instanceof ArticleTitleModifyCmd) {
            ArticleTitleModifyCmd cmd = (ArticleTitleModifyCmd) in;
            String articleId = cmd.getArticleId();
            Objects.requireNonNull(articleId, "articleId不能為空");
            String title = cmd.getTitle();
            Objects.requireNonNull(title, "title不能為空");
            String content = cmd.getContent();
            Objects.requireNonNull(content, "content不能為空");
        }
        logger.info("參數校驗:校驗通過,即將進入下一個Handler");
        ctx.fireChannelProcess(in, out);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {
        logger.error("參數校驗:異常處理邏輯", cause);
        Result re = (Result) out;
        re.setCode(400);
        re.setMsg("參數異常");
    }
}

ArticleModifyTitleHandler 的代碼如下：

public class ArticleModifyTitleHandler implements ChannelHandler {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ArticleModifyTitleHandler.class);

    @Override
    public void channelProcess(ChannelHandlerContext ctx,
                               Object in,
                               Object out) throws Exception {

        logger.info("修改標題:進入修改標題的Handler");

        ArticleTitleModifyCmd cmd = (ArticleTitleModifyCmd) in;

        String title = cmd.getTitle();
        //修改標題的業務邏輯
        logger.info("修改標題:title={}", title);

        logger.info("修改標題:執行完成,即將進入下一個Handler");
        ctx.fireChannelProcess(in, out);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {
        logger.error("修改標題:異常處理邏輯");
        Result re = (Result) out;
        re.setCode(1501);
        re.setMsg("修改標題發生異常");
    }
}

ArticleModifyContentHandler 的代碼如下：

public class ArticleModifyContentHandler implements ChannelHandler {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ArticleModifyContentHandler.class);

    @Override
    public void channelProcess(ChannelHandlerContext ctx,
                               Object in,
                               Object out) throws Exception {

        logger.info("修改正文:進入修改正文的Handler");
        ArticleTitleModifyCmd cmd = (ArticleTitleModifyCmd) in;
        logger.info("修改正文,content={}", cmd.getContent());
        logger.info("修改正文:執行完成,即將進入下一個Handler");
        ctx.fireChannelProcess(in, out);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {

        logger.error("修改標題:異常處理邏輯");

        Result re = (Result) out;
        re.setCode(1502);
        re.setMsg("修改正文發生異常");
    }
}

2.4 通過 BootStrap 拼裝并執行

public class ArticleModifyExample1 {

    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ArticleModifyExample1.class);

    public static void main(String[] args) {
        //構造入參
        ArticleTitleModifyCmd dto = new ArticleTitleModifyCmd();
        dto.setArticleId("articleId_001");
        dto.setTitle("articleId_001_title");
        dto.setContent("articleId_001_content");

        //創建引導類
        BootStrap bootStrap = new BootStrap();

        //拼裝并執行
        Result result = (Result) bootStrap
                .inboundParameter(dto)//入參
                .outboundFactory(new ResultFactory())//出參工廠
                .channel(new ArticleModifyChannel())//自定義channel
                .addChannelHandlerAtLast("checkParameter", new CheckParameterHandler())//第一個handler
                .addChannelHandlerAtLast("modifyTitle", new ArticleModifyTitleHandler())//第二個handler
                .addChannelHandlerAtLast("modifyContent", new ArticleModifyContentHandler())//第三個handler
                .process();//執行
        //result為執行結果
        logger.info("result:code={},msg={}", result.getCode(), result.getMsg());
    }
}

2.5 執行結果

以下是運行 ArticleModifyExample1 的 main 方法打出的日志，可以看到我們定義的 handler 被逐個執行了。

3. 異常處理

3.1 Handler 異常處理

當某個Handler執行發生異常時，我們可將其異常處理邏輯實現在當前 Handler 的 exceptionCaught 方法中。

在 pie 案例工程( https://github.com/feiniaojin/pie-example.git )的 example2 包中，展示了某個 Handler 拋出異常時的處理方式。

假設 ArticleModifyTitleHandler 的業務邏輯會拋出異常，實例代碼如下：

public class ArticleModifyTitleHandler implements ChannelHandler {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ArticleModifyTitleHandler.class);

    @Override
    public void channelProcess(ChannelHandlerContext ctx,
                               Object in,
                               Object out) throws Exception {

        logger.info("修改標題:進入修改標題的Handler");
        ArticleTitleModifyCmd cmd = (ArticleTitleModifyCmd) in;
        String title = cmd.getTitle();
        //此處的異常用于模擬執行過程中出現異常的場景
        throw new RuntimeException("修改title發生異常");
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {
        logger.error("修改標題:異常處理邏輯");
        Result re = (Result) out;
        re.setCode(1501);
        re.setMsg("修改標題發生異常");
    }
}

此時 ArticleModifyTitleHandler 的 channelProcess 方法一定會拋出異常， 在當前 Handler 的 exceptionCaught 方法中對異常進行了處理。

運行 ArticleModifyExample2 的 main 方法，輸出如下：

3.2 全局異常處理

有時候，我們不想每個 handler 都處理一遍異常，我們希望在執行鏈的最后統一進行處理。
在 ArticleModifyExample3 中，我們展示了通過一個全局異常進行最后的異常處理，其實現主要分為以下幾步：

3.2.1 業務 Handler 傳遞異常

如果業務 Handler 實現了 ChannelHandler 接口，那么需要手工調用 ctx.fireExceptionCaught 方法向下傳遞異常。
例如 CheckParameterHandler 捕獲到異常時的示例如下：

@Override
public class XXXHandler implements ChannelHandler {

    //省略其他邏輯

    //異常處理
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {

        logger.info("參數校驗的異常處理邏輯:不處理直接向后傳遞");
        ctx.fireExceptionCaught(cause, in, out);
    }
}

如果業務 Handler 繼承了 ChannelHandlerAdapter，如果沒有重寫 fireExceptionCaught 方法，則默認將異常向后傳遞。

3.2.2 實現全局異常處理的 Handler

我們把業務異常處理邏輯放到最后的 Handler 中進行處理，該 Handler 繼承了ChannelHandlerAdapter，只需要重寫異常處理的exceptionCaught
方法。
示例代碼如下：

public class ExceptionHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ExceptionHandler.class);

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,
                                Throwable cause,
                                Object in,
                                Object out) throws Exception {

        logger.error("異常處理器中的異常處理邏輯");
        Result re = (Result) out;
        re.setCode(500);
        re.setMsg("系統異常");
    }
}

3.2.3 將 ExceptionHandler 加入到執行鏈中

直接通過 BootStrap 加入到執行鏈最后即可，示例代碼如下：

public class ArticleModifyExample3 {

    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ArticleModifyExample3.class);

    public static void main(String[] args) {
        //入參
        ArticleTitleModifyCmd dto = new ArticleTitleModifyCmd();
        dto.setArticleId("articleId_001");
        dto.setTitle("articleId_001_title");
        dto.setContent("articleId_001_content");
        //創建引導類
        BootStrap bootStrap = new BootStrap();

        Result result = (Result) bootStrap
                .inboundParameter(dto)//入參
                .outboundFactory(new ResultFactory())//出參工廠
                .channel(new ArticleModifyChannel())//自定義channel
                .addChannelHandlerAtLast("checkParameter", new CheckParameterHandler())//第一個handler
                .addChannelHandlerAtLast("modifyTitle", new ArticleModifyTitleHandler())//第二個handler
                .addChannelHandlerAtLast("modifyContent", new ArticleModifyContentHandler())//第三個handler
                .addChannelHandlerAtLast("exception", new ExceptionHandler())//異常處理handler
                .process();//執行
        //result為執行結果
        logger.info("result:code={},msg={}", result.getCode(), result.getMsg());
    }
}

3.2.4 運行 ArticleModifyExample3

運行 ArticleModifyExample3 的 main 方法，控制臺輸出如下，可以看到異常被傳遞到最后的 ExceptionHandler 中進行處理。

4. 總結

本文通過簡單的例子，向讀者介紹了如何使用pie框架快速進行責任鏈模式開發，包括責任鏈初始化和異常處理等日常開發中常見的場景。讀者可以參考這些案例，并將pie框架應用于實際開發中，以快速實現通用的責任鏈模式，最終降低代碼的耦合度、增加代碼的可擴展性和提高代碼的可讀性。

審核編輯 黃宇