我所知道设计模式之中介模式

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接下里介绍的是Java 的设计模式之一:中介模式

我们还是以一个问题进行展开,引入中介模式

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有一个智能家居的项目,包括各种设备,闹钟、咖啡机、电视机、窗帘等

要求主人回家后看电视时,各个设备可以协同工作,自动完成看电视的准备工作,比如流程为:闹铃响起->咖啡机开始做咖啡->窗帘自动落下->电视机开始播放

那么你会怎么制作这个项目呢?

一、使用传统方式解决问题

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传统的方式的问题分析


当各电器对象有多种状态改变时,相互之间的调用关系会比较复杂

各个电器对象彼此联系,你中有我,我中有你,不利于松耦合.

各个电器对象之间所传递的消息(参数),容易混乱

当系统增加一个新的电器对象时,或者执行流程改变时,代码的可维护性、扩展性都不理想,所以考虑中介者模式

二、什么是中介者模式


中介者模式(Mediator Pattern),用一个中介对象来封装一系列的对象交互

中介者使各个对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互

中介者模式属于行为型模式,使代码易于维护

在MVC模式中,C是M和V的中介者,在前后端交互时起到了中间人的作用

Controller 控制器、Model 模型、 View 视图

中介者原理类图

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Mediator:抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口

Colleague:抽象同事类

ConcreteMediator:具体的中介者对象, 实现抽象方法, 他需要知道所有的具体的同事类,即以一个集合来管理

HashMap:并接受某个同事对象消息,完成相应的任务

ConcreteColleague:具体的同事类会有很多,每个同事只知道自己的行为,而不了解其他同事类的行为(方法),但是他们都依赖中介者对象

三、使用中介者模式解决问题

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接下来我们根据思路创建中介者抽象类、同时抽象类

//中介者抽象类
abstract class Mediator {

    //将同事类注册给中介者对象,加入到集合中
    public abstract void Register(String colleagueName, Colleague colleague);

    //接收消息, 具体的同事对象发出
    public abstract void GetMessage(int stateChange, String colleagueName);

    public abstract void SendMessage();
}
//同事抽象类
abstract class Colleague {
    
    //关联的中介者
    private Mediator mediator;
    public String name;

    public Colleague(Mediator mediator, String name) {
        this.mediator = mediator;
        this.name = name;
    }
    public Mediator GetMediator() {
        return this.mediator;
    }
    public abstract void SendMessage(int stateChange);
}

举例创建具体的同时类继承同事类接口

class TV extends Colleague {

    public TV(Mediator mediator, String name) {
        super(mediator, name);
        //构造器的同时,将自己添加进中介者的集合中
        mediator.Register(name, this);
    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }

    public void StartTv() {
        System.out.println("It's time to StartTv!");
    }

    public void StopTv() {
        System.out.println("StopTv!");
    }
}
class CoffeeMachine extends Colleague {

    public CoffeeMachine(Mediator mediator, String name) {
        super(mediator, name);
        mediator.Register(name, this);
    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }
    public void StartCoffee() {
        System.out.println("It's time to startcoffee!");
    }
    public void FinishCoffee() {
        System.out.println("After 5 minutes!");
        System.out.println("Coffee is ok!");
        SendMessage(0);
    }
}
class Curtains extends Colleague {

    public Curtains(Mediator mediator, String name) {
        super(mediator, name);
        mediator.Register(name, this);
    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }

    public void UpCurtains() {
        System.out.println("I am holding Up Curtains!");
    }
}

接下里具体的中介者实现类,继承中介者模式

//具体的中介者类
class ConcreteMediator extends Mediator {

    //集合,放入所有的同事类对象
    private HashMap<String, Colleague> colleagueMap;
    
    //执行顺序Map
    private HashMap<String, String> interMap;

    public ConcreteMediator() {
        colleagueMap = new HashMap<String, Colleague>();
        interMap = new HashMap<String, String>();
    }

    @Override
    public void Register(String colleagueName, Colleague colleague) {
        colleagueMap.put(colleagueName, colleague);
        if (colleague instanceof CoffeeMachine) {
            interMap.put("CoffeeMachine", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof TV) {
            interMap.put("TV", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof Curtains) {
            interMap.put("Curtains", colleagueName);
        }
    }

    //具体中介者的核心方法
    //1. 根据得到消息,完成对应任务
    //2. 中介者在这个方法,协调各个具体的同事对象,完成任务
    @Override
    public void GetMessage(int stateChange, String colleagueName) {

    }

    @Override
    public void SendMessage() {}

}

接下来让我们使用demo,看看是怎么将同事类操作进去的

public static void main(String[] args) {

    //创建一个中介者对象
    Mediator mediator = new ConcreteMediator();

    //创建CoffeeMachine 对象,并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine(mediator,"coffeeMachine");

    //创建Curtains 并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    Curtains curtains = new Curtains(mediator, "curtains");

    //创建Tv 对象并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    TV tV = new TV(mediator, "TV");

}

运行结果如下:
coffeeMachine 注册成功!
curtains 注册成功!
TV 注册成功!

那么我们按照想要的流程顺序去做呢?

比如说我们按照流程:打开咖啡机再打开电视机

//具体的中介者类
class ConcreteMediator extends Mediator {

    //省略其他关键信息.....

    //具体中介者的核心方法
    //1. 根据得到消息,完成对应任务
    //2. 中介者在这个方法,协调各个具体的同事对象,完成任务
    @Override
    public void GetMessage(int stateChange, String colleagueName) {
        //处理咖啡发出的消息
        if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {
            if (stateChange == 0) {
                ((CoffeeMachine) (colleagueMap.get(interMap.get("CoffeeMachine")))).StartCoffee();
                ((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StartTv();
            }
        }
    }
}

这时我们使用demo ,启动咖啡机看看

public static void main(String[] args) {

    //创建一个中介者对象
    Mediator mediator = new ConcreteMediator();

    //创建CoffeeMachine 对象,并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine(mediator,"coffeeMachine");

    //创建Curtains 并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    Curtains curtains = new Curtains(mediator, "curtains");

    //创建Tv 对象并且加入到ConcreteMediator 对象的 HashMap
    TV tV = new TV(mediator, "TV");

    coffeeMachine.SendMessage(0);
}

运行结果如下:
It's time to startcoffee!
It's time to StartTv!   

中介者模式的注意事项和细节

多个类相互耦合,会形成网状结构, 使用中介者模式将网状结构分离为星型结构,进行解耦

减少类间依赖,降低了耦合,符合迪米特原则

中介者承担了较多的责任,一旦中介者出现了问题,整个系统就会受到影响

如果设计不当,中介者对象本身变得过于复杂,这点在实际使用时,要特别注意

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):中介模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

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