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面试题:Java责任链模式中如何避免循环引用

在Java责任链模式的实际应用中,可能会出现处理节点之间的循环引用问题,导致程序陷入死循环。请阐述如何设计和实现责任链模式,以有效地避免这种循环引用情况的发生,同时说明涉及到的关键设计要点和代码实现方式。
49.2万 热度难度
编程语言Java

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设计要点

  1. 节点关系管理
    • 在构建责任链时,确保每个处理节点明确知道其下一个处理节点是谁,并且在设置下一个节点时进行严格的校验,避免误设置导致循环引用。例如,可以在Handler类中设置一个方法setNext(Handler next),在该方法中添加逻辑判断,防止将当前节点或已经在链中的节点设置为下一个节点。
  2. 初始化顺序
    • 按照一定的顺序初始化责任链节点,并且在初始化过程中检查是否存在循环引用。可以采用拓扑排序的思想,对于复杂的责任链结构(如树形责任链等),在构建完成后进行一次检查,确保不存在循环依赖。
  3. 节点标识
    • 为每个处理节点添加唯一标识。在设置下一个节点时,通过标识来判断是否存在循环引用。例如,给每个Handler类添加一个id属性,在setNext方法中通过比较id来避免循环设置。

代码实现方式

abstract class Handler {
    private Handler next;
    private int id;

    public Handler(int id) {
        this.id = id;
    }

    public void setNext(Handler next) {
        if (next == this) {
            throw new IllegalArgumentException("不能将自身设置为下一个处理节点");
        }
        Handler current = next;
        while (current != null) {
            if (current.id == this.id) {
                throw new IllegalArgumentException("设置下一个处理节点会导致循环引用");
            }
            current = current.next;
        }
        this.next = next;
    }

    public final void handleRequest(Request request) {
        if (canHandle(request)) {
            handle(request);
        } else if (next != null) {
            next.handleRequest(request);
        }
    }

    protected abstract boolean canHandle(Request request);
    protected abstract void handle(Request request);
}

class ConcreteHandler1 extends Handler {
    public ConcreteHandler1(int id) {
        super(id);
    }

    @Override
    protected boolean canHandle(Request request) {
        // 判断是否能处理请求
        return request.getType() == 1;
    }

    @Override
    protected void handle(Request request) {
        System.out.println("ConcreteHandler1 处理请求");
    }
}

class ConcreteHandler2 extends Handler {
    public ConcreteHandler2(int id) {
        super(id);
    }

    @Override
    protected boolean canHandle(Request request) {
        // 判断是否能处理请求
        return request.getType() == 2;
    }

    @Override
    protected void handle(Request request) {
        System.out.println("ConcreteHandler2 处理请求");
    }
}

class Request {
    private int type;

    public Request(int type) {
        this.type = type;
    }

    public int getType() {
        return type;
    }
}

在上述代码中,Handler类通过setNext方法检查是否会导致循环引用。每个具体的处理类(如ConcreteHandler1ConcreteHandler2)继承自Handler类,实现具体的请求处理逻辑。Request类表示请求对象。在使用时,按顺序构建责任链并传递请求:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Handler handler1 = new ConcreteHandler1(1);
        Handler handler2 = new ConcreteHandler2(2);
        handler1.setNext(handler2);
        Request request = new Request(1);
        handler1.handleRequest(request);
    }
}

通过上述设计和代码实现,可以有效避免责任链模式中处理节点之间的循环引用问题。