在複雜系統中，某些請求需要經過多個物件的處理，這些物件之間可能存在不同的處理邏輯。如果我們在每個物件中都使用條件語句來處理這些請求，不僅會增加程式碼的複雜度，還會使系統難以維護。責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）透過將請求沿著處理鏈傳遞，實現物件之間的解耦，從而優雅地解決了這個問題。本文將詳細介紹責任鏈模式的概念、與其他模式的差異、解決的問題、Golang中的實作以及實際應用中的注意事項。

什麼是責任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）？

責任鏈模式是一種行為型設計模式，它允許將請求沿著一條鏈傳遞，直到鏈上的某個物件處理該請求。使用該模式時，請求發送者不需要知道哪個物件會最終處理請求，多個物件有機會對請求進行處理，但只會有一個物件最終處理它。

責任鏈模式的組成部分

1. 處理者介面（Handler Interface）：定義處理請求的接口，每個處理者都應該實現它。
2. 具體處理者（Concrete Handler）：實現處理者接口，封裝具體的處理邏輯。
3. 鏈的建立：將多個處理者依序連結起來，形成責任鏈。

責任鏈模式與其他模式的區別

1. 中介者模式（Mediator Pattern）

• 目標：中介者模式透過中介者物件管理物件之間的通信，避免物件直接引用彼此。
• 差別：中介者模式著重於物件之間的協作，而責任鏈模式用於順序傳遞請求，直到某個物件處理它。
  中介模式具體可查看文章：深入解析Go設計模式之中介者模式（Mediator Pattern）在Golang中的實現與應用

2. 命令模式（Command Pattern）

• 目標：命令模式將請求封裝為對象，並支援請求的撤銷和重做。
• 差別：命令模式主要封裝操作，而責任鏈模式用於依序傳遞請求。
  命令模式具體可查看文章：深入解析Go設計模式之命令模式（Command Pattern）在Golang中的實作與應用

3. 裝飾模式（Decorator Pattern）

• 目標：裝飾模式用於動態地為物件添加新功能。

• 差別：責任鏈模式是依序處理請求，而裝飾模式用於增強物件功能。
  裝飾模式具體可查看：深入解析Go設計模式之裝飾模式（Decorator Pattern）在Golang中的實作與應用

責任鏈模式解決了什麼問題？

1. 請求與處理者解耦：請求發送者無需知道哪個處理者會處理請求，只需將請求傳遞給鏈的第一個物件即可。
2. 動態擴展處理鏈：可以方便地新增或移除處理者，提升系統的靈活性和可擴充性。
3. 簡化條件判斷：避免在程式碼中使用大量的if-else或switch-case語句，提高程式碼的可讀性。

責任鏈模式的應用場景

1. 日誌系統：不同等級的日誌（如INFO、DEBUG、ERROR）可以依序傳遞給不同的日誌處理器。
2. 權限校驗：在Web系統中，不同的權限驗證邏輯可以透過責任鏈模式依序校驗請求。
3. 表單驗證：前端或後端系統中，表單的各項資料校驗可以依序進行。
4. 中介軟體系統：在Web框架中，中間件可以透過責任鏈模式依序處理請求。

Golang中的責任鏈模式實現

接下來，我們透過一個具體的請求日誌系統範例展示如何在Golang中實現責任鏈模式。系統中包含不同層級的日誌（如INFO、DEBUG和ERROR），每個層級的日誌處理器會依序檢查請求，並決定是否要處理它。

範例：日誌處理系統

1. 定義處理者介面

package main 

import "fmt" 

// Handler 介面：定義處理請求的方法
type Handler interface {
    SetNext(handler Handler)
    HandleRequest(level string, message string)
}

2. 實現具體處理者

// BaseHandler 結構體：實作通用的SetNext方法，作為其他處理者的基底類別
type BaseHandler struct {
	next Handler
}

func (b *BaseHandler) SetNext(handler Handler) {
	b.next = handler
}

func (b *BaseHandler) HandleNext(level string, message string) {
	if b.next != nil {
		b.next.HandleRequest(level, message)
	}
}

// InfoHandler 結構體：處理INFO層級的日誌
type InfoHandler struct {
	BaseHandler
}

func (h *InfoHandler) HandleRequest(level string, message string) {
	if level == "INFO" {
		fmt.Printf("[INFO] %s\n", message)
	} else {
		h.HandleNext(level, message)
	}
}

// DebugHandler結構體：處理DEBUG層級的日誌
type DebugHandler struct {
	BaseHandler
}

func (h *DebugHandler) HandleRequest(level string, message string) {
	if level == "DEBUG" {
		fmt.Printf("[DEBUG] %s\n", message)
	} else {
		h.HandleNext(level, message)
	}
}

// ErrorHandler 結構體：處理ERROR層級的日誌
type ErrorHandler struct {
	BaseHandler
}

func (h *ErrorHandler) HandleRequest(level string, message string) {
	if level == "ERROR" {
		fmt.Printf("[ERROR] %s\n", message)
	} else {
		h.HandleNext(level, message)
	}
}

3. 使用責任鏈模式的範例程式碼

func main() { 
	
	// 建立日誌處理器
	infoHandler := &InfoHandler{} 
	debugHandler := &DebugHandler{}
	errorHandler := &ErrorHandler{} 
	
	// 建置責任鏈：info -> debug -> error 
	infoHandler.SetNext(debugHandler) 
	debugHandler. SetNext(errorHandler) 
	
	// 傳送不同層級的日誌請求
	infoHandler.HandleRequest("INFO", "This is an info message.") 
	infoHandler.HandleRequest("DEBUG", "This is a debug message.") 
	infoHandler.HandleRequest( "ERROR", "This is an error message.") 
}

輸出

[INFO] This is an info message.
[DEBUG] This is a debug message.
[ERROR] This is an error message.

程式碼解析

1. Handler 介面：定義了設定下一個處理者和處理請求的方法。
2. BaseHandler 結構體：實現了SetNext和HandleNext方法，用於設定下一個處理者和傳遞請求。
3. InfoHandler、DebugHandler、ErrorHandler：具體的日誌處理器，分別處理INFO、DEBUG和ERROR等級的日誌。
4. main 函數：建立了日誌處理的責任鏈，並發送不同等級的日誌請求。

實際開發中的應用

1. Web框架中的中介軟體：在Web框架中，中間件可以透過責任鏈模式依序處理HTTP請求，如認證、日誌記錄和錯誤處理。
2. 權限校驗系統：權限校驗可以依層級進行，如果某一級校驗不通過，請求就會被拒絕。
3. 事務處理系統：在複雜的事務系統中，不同的事務步驟可以透過責任鏈模式依序執行。
4. 表單驗證：表單資料的各項驗證邏輯可以透過責任鏈模式依序處理。

使用責任鏈模式的注意事項

1. 避免鏈過長：鏈條過長可能導致效能問題，因此需要合理控制責任鏈的長度。
2. 鏈條的順序問題：需要注意處理者的順序，不同的順序可能會影響系統的邏輯。
3. 循環調用：在建立責任鏈時，要確保不會產生循環調用，否則會導致程式進入死循環。

責任鏈模式與命令模式的對比

總結

責任鏈模式是一種非常實用的設計模式，適用於需要多個物件依序處理請求的場景。透過責任鏈模式，我們可以將請求與處理者解耦，提高系統的靈活性和可擴展性。在Golang中，責任鏈模式的實作非常簡單，透過介面和結構體組合可以輕鬆實現請求的傳遞。在實際開發中，責任鏈模式廣泛應用於日誌系統、中介軟體、權限校驗和表單驗證等情境。合理使用責任鏈模式，可以提升程式碼的可讀性和維護性。如果在專案中需要多個物件按順序處理請求，責任鏈模式將是一個非常合適的選擇。

參考連結

• Design Patterns - Chain of Responsibility
• Go Design Patterns