寂然解读设计模式 - 外观模式

简介: 外观模式(Facade Pattern),也叫"门面模式",外观模式为多个复杂的子系统提供一个一致的界面即通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,而使这些子系统更加容易被访问外观模式通过定义一个一致的接口,用以屏蔽内部子系统的细节,使得调用端只需跟这个接口发生调用,而无需关心这个子系统的内部细节
I walk very slowly, but I never walk backwards

设计模式 - 外观模式


寂然

大家好,我是寂然,本节课,我们来聊设计模式中的外观模式,老规矩,首先我们先通过一个案例需求来引入

案例演示 - 影院管理

现在有一个需求,完成使用家庭影院的功能,其过程为:

1.直接用遥控器:统筹各设备开关 6.开播放器,选喜欢的电影
2.开爆米花机 7.去拿爆米花
3.放下屏幕 8.调暗灯光
4.开投影仪 9.开始播放
5.开音响 10.观影结束后,关闭各种设备

解决方案一:一般方式

OK,拿到需求以后,我们先不考虑今天要聊的外观模式,我们用最容易想到的方法,进行解决,首先想要完成使用家庭影院的功能,首先我们要组建家庭影院, 播放器、投影仪、音响、爆米花机,等等...那每一个设备都是一个类,定义好每个设备的使用方法后,接着我们通过一个客户端 Client 去根据流程调用,来完成使用家庭影院的功能,类图如下所示


1607942788801.png


方案分析

可以看到,我们在客户端中直接依赖各个设备,根据流程调用对象的一系列方法,就可以完成需求,是OK的,但是同样,将来 Client 端操作各个设备的时候,这个流程非常繁琐,而且只要有一个设备发生改变,那客户端的代码就要相应进行调整,所以这种方案有几个地方是可以进行优化的


那我们来考虑解决思路,可以定义一个高层接口,给子系统中的一组接口提供一个一致的界面(比如在高层接口提供四个方法 ready,play,pause,end ),用来访问子系统中的一群接口,也就是说,就是通过定义一个一致的接口(界面类),用以屏蔽内部子系统的细节,使得调用端只需跟这个接口发生调用,而无需关心这个子系统的内部细节,其实这种思路就是外观模式,下面,我们一起来看一下外观模式的基本介绍

基本介绍

外观模式(Facade Pattern),也叫"门面模式",外观模式为多个复杂的子系统提供一个一致的界面

即通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口,而使这些子系统更加容易被访问

外观模式通过定义一个一致的接口,用以屏蔽内部子系统的细节,使得调用端只需跟这个接口发生调用,而无需关心这个子系统的内部细节

原理类图

外观模式的原理类图如下图所示


1608013799097.png


外观模式角色分析

外观类(Facade):为调用端提供统一的调用接口,外观类将调用端的请求代理给适当的子系统对象

调用者(Client):外观接口的调用者

子系统:处理Facade对象指派的任务,是功能的实际提供者

解决方案二:外观模式

原理类图

既然我们明确了,外观模式的核心思想是提供一个统一的调用接口,那首先我们来看,使用外观模式的原理类图


1608016248432.png


代码演示

下面我们完成外观模式重构案例需求的代码

//播放器
public class Player {
​
 //由于都是设备,所以我们返回全局唯一对象
 //使用饿汉式单例模式
 private static Player player = new Player();
​
 private Player(){}
​
 public static Player getInstance(){
​
 return player;
 }
​
 public void on(){
 System.out.println("打开播放器");
 }
​
 public void off(){
 System.out.println("关闭播放器");
 }
​
 public void play(){
 System.out.println("使用播放器播放电影");
 }
​
 public void pause(){
 System.out.println("暂停播放器");
 }
​
 public void select(){
 System.out.println("选择喜欢的电影");
 }
}
​
//投影仪
public class Projector {
​
 private static Projector projector = new Projector();
​
 private Projector(){}
​
 public static Projector getInstance(){
​
 return projector;
 }
​
 public void on(){
 System.out.println("打开投影仪");
 }
​
 public void off(){
 System.out.println("关闭投影仪");
 }
​
 public void focus(){
 System.out.println("调节投影仪焦距");
 }
​
 public void zoom(){
 System.out.println("投影仪变焦");
 }
​
}
​
//音响
public class Stereo {
​
 private static Stereo stereo = new Stereo();
​
 private Stereo(){}
​
 public static Stereo getInstance(){
 return stereo;
 }
​
 public void on(){
 System.out.println("打开音响");
 }
​
 public void off(){
 System.out.println("关闭音响");
 }
​
 public void setVolume(){
 System.out.println("调节音响音量");
 }
​
}
​
//爆米花机
public class Popcorn {
​
 private static Popcorn popcorn = new Popcorn();
​
 private Popcorn(){}
​
 public static Popcorn getInstance(){
 return popcorn;
 }
​
 public void on(){
 System.out.println("打开爆米花机");
 }
​
 public void off(){
 System.out.println("关闭爆米花机");
 }
​
 public void pop(){
 System.out.println("制作爆米花");
 }
}
​
//外观类
public class HomeTheaterFacade {
​
 //聚合各个子系统
 private Player player;
​
 private Popcorn popcorn;
​
 private Projector projector;
​
 private Stereo stereo;
​
 //构造器里初始化各个子系统
 public HomeTheaterFacade() {
 this.player = Player.getInstance();
 this.popcorn = Popcorn.getInstance();
 this.projector = Projector.getInstance();
 this.stereo = Stereo.getInstance();
 }
​
 //把操作分成四步 准备
 public void ready(){
 popcorn.on();
 popcorn.pop();
 player.on();
 projector.on();
 stereo.on();
 }
​
 public void play(){
 player.select();
 projector.focus();
 player.play();
 stereo.setVolume();
 }
​
 public void pause(){
 player.pause();
 }
​
 public void end(){
 player.off();
 projector.off();
 stereo.off();
 popcorn.off();
 }
​
}
​
//客户端
public class Client {
​
 public static void main(String[] args) {
​
 HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
​
 homeTheaterFacade.ready();
 homeTheaterFacade.play();
 homeTheaterFacade.pause();
 homeTheaterFacade.end();
 }
}

相对于一般实现方式,我们可以看到,外观模式就是解决多个复杂接口带来的使用困难,起到简化用户操作的作用,至于子系统之间的互相调用,由它们自己完成即可,这里不做演示

模式总结

优势
  • 外观模式对外屏蔽了子系统的细节,因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性

  • 外观模式可以对客户端与子系统的耦合关系进行解耦,让子系统内部的模块更易维护和扩展

  • 通过合理的使用外观模式,可以帮我们更好的划分访问的层次

(不要只是流程式)

注意事项

不要过多的或者不合理的使用外观模式,要考虑是使用外观模式好,还是直接调用模块好,我们的目的,是希望系统有层次,利于维护,利于扩展

使用场景
  • 在设计初期阶段,应该要有意识的将不同的两个层分离,比如经典的三层架构,就需要考虑在三层的层与层之间建立外观Facade(外观),这样可以为复杂的子系统提供应该简单的接口,使得耦合大大降低

  • 其次,在开发阶段,子系统往往因为不断的重构演化而变得越来越复杂,大多数的模式使用时也都会产生很多很小的类,这本是好事,但也给外部调用它们的用户程序带来使用上的困难,增加外观Facade可以提供一个简单接口,减少它们之间的依赖

  • 在维护一个遗留的大型系统时,可能这个系统已经非常难以维护和扩展了,但因为它包含非常重要的功能,新的需求开发必须依赖它,此时用外观模式Facade也是非常合适的,你可以为新系统开发一个外观Facade类,给设计粗糙或高度复杂的遗留代码提供比较清晰简单的接口,让新系统与Facade对象进行交互,Facade完成与遗留代码交互所有复杂的工作

Mybatis源码分析

流程分析

在 Mybatis 框架中,就由使用到外观模式,下面我们一起来进行分析,并画出相应的类图


1608020125617.png


我们再来看里面的 Configuration 的 newMetaObject() 方法,其实调用的是 MetaObject 的 forObject,然后将这三个工厂对象实例传入


1608020371503.png


我们来看 forObject 的具体实现,根据 object 的状态,来进行不同的处理


1608021046776.png


我们进到 MetaObject 的构造器

发现仍然,根据 object 类型的不同,去使用不同的 factory 对象进行相应的处理,返回不同的 MetaObject的实例


1608021275019.png


类图分析

那下面我们通过类图来梳理这几个类的关系


1608022768838.png


Configuration 可以被认为扮演着外观类的角色,而 DefaultObjectFactory 等就是外观类下面的各个子系统

下节预告

OK,到这里,外观模式的相关内容就结束了,下一节,我们开启享元模式的学习,最后,希望大家在学习的过程中,能够感觉到设计模式的有趣之处,高效而愉快的学习,那我们下期见~

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