Pythonで実装するChain of Responsibilityパターン：責務の連鎖で柔軟な処理フローを構築する

概要

Chain of Responsibility（責任の連鎖）パターンは、
複数の処理者（ハンドラー）をチェーン状に接続し、順に処理を委譲していく構造的デザインパターンである。

処理の流れを分岐やif文に依存せず、構造で制御できるようになるのが特徴。
リクエスト処理、バリデーション、ミドルウェア的な実装に適している。

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1. なぜChain of Responsibilityが必要か？

❌ 複数の条件分岐による責務処理

if request.type == "auth":
    handle_auth(request)
elif request.type == "log":
    handle_log(request)
elif request.type == "notify":
    handle_notify(request)

→ 条件が増えるほどコードが分岐し、メンテナンスが困難に

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✅ 各責務をチェーンでつなぎ、順に処理させる

auth.set_next(log).set_next(notify)
auth.handle(request)

→ 処理フローをコードでなくオブジェクト構造で制御

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2. 基本構造

✅ Handler基底クラス

class Handler:
    def __init__(self):
        self._next = None

    def set_next(self, handler):
        self._next = handler
        return handler

    def handle(self, request):
        if self._next:
            return self._next.handle(request)

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✅ Concrete Handlers（処理の実体）

class AuthHandler(Handler):
    def handle(self, request):
        if request.get("auth"):
            print("AuthHandler: 認証済み")
        else:
            print("AuthHandler: 未認証。処理停止")
            return
        super().handle(request)

class LogHandler(Handler):
    def handle(self, request):
        print("LogHandler: ログ記録")
        super().handle(request)

class NotifyHandler(Handler):
    def handle(self, request):
        print("NotifyHandler: 通知送信")
        super().handle(request)

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✅ 使用例

request = {"auth": True}

auth = AuthHandler()
log = LogHandler()
notify = NotifyHandler()

auth.set_next(log).set_next(notify)

auth.handle(request)

出力:

AuthHandler: 認証済み
LogHandler: ログ記録
NotifyHandler: 通知送信

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3. Python的応用：関数ベースのチェーン構築

def auth_middleware(req, next_handler):
    if req.get("auth"):
        print("[auth] pass")
        return next_handler(req)
    print("[auth] reject")

def log_middleware(req, next_handler):
    print("[log] recorded")
    return next_handler(req)

def notify_middleware(req, next_handler):
    print("[notify] sent")
    return next_handler(req)

def build_chain(*middlewares):
    def call(req):
        def _call(index):
            if index >= len(middlewares):
                return
            return middlewares[index](req, lambda r: _call(index + 1))
        return _call(0)
    return call

chain = build_chain(auth_middleware, log_middleware, notify_middleware)
chain({"auth": True})

→ ミドルウェアスタイルの非同期・非ブロッキング処理に応用可能

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4. 実務ユースケース

✅ Webフレームワークのミドルウェアチェーン

→ 認証、バリデーション、ログ、変換処理など段階的に通す

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✅ バリデーションロジックの組み合わせ

→ 入力値に対する検証ロジックを順に適用してエラー検出

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✅ エラーハンドリングの委譲処理

→ 例外の発生場所によって異なる責任者に処理を委譲

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✅ チェックポイント式のビジネスフロー構築

→ 顧客データ、与信、在庫、承認などを順に確認するプロセス設計

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5. よくある誤用と対策

❌ チェーン内で次の処理を忘れて中断

→ ✅ 常に super().handle(request) を呼ぶ or 明示的に next() を設計に含める

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❌ 全てのハンドラーが必ず呼ばれてしまう

→ ✅ 処理継続の条件分岐を設計内に明示的に持たせる

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❌ チェーンが長くなりすぎて可視性低下

→ ✅ ハンドラ構成を外部で定義し、ログや可視化支援を取り入れる

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結語

Chain of Responsibilityパターンとは、“責任を持った処理を順に流し、全体をしなやかに制御する構造”である。

• if文を排除し、オブジェクト指向的に処理を分割・接続
• 構造化された処理の流れにより、再利用・構成変更・テストが容易に
• Pythonでは、クラスベース・関数ベースの両面から柔軟にチェーン設計が可能

Pythonicとは、“条件ではなく構造で制御する”。
Chain of Responsibilityパターンはその流れと責任を、静かに繋ぎ、整えるための技法である。