Java設計模式系列十三(外觀模式)
故事一
A:聽說最近出了某款遊戲超好玩,但是我電腦帶不起來,需要個組裝機玩遊戲。
B:你說XX遊戲嗎?真的很好玩,筆記本玩不了,我就是用的組裝機玩的呢。
A:是嗎?我對配置這些都不太懂,我得先去研究,然後還需要花時間從CPU、記憶體、主機板、顯示器等等這些一家家跑,再回來組裝。
B:哪需要這麼麻煩啊,你根本不用一個個去跑著買回來組裝啊,又耽誤時間又浪費精力。你不知道有專門的組裝電腦的賣家嗎?直接去找他們,把你想要的配置告訴他們就好了,其他你都不用管,他們會把組裝好的電腦直接送給你。
A:真的嗎?那你有聯絡方式嗎,給我一下,我找他們幫我組裝電腦。
過了幾天後...
A:哇、小B,太感謝你啦,我上次聯絡了組裝電腦的賣家,把我想要的配置告訴他們以後,他們當天就把組裝好的電腦給我送來了,效率太高了,我當天晚上就玩了那款超火的遊戲,還帶妹子玩的飛起,哈哈!
B:太陽,你又裝我,晚上單挑,我虐死你
故事二
A和B都是從外地到杭州打工的青年,A最近剛好搬家到了一個新小區,居住證也在一個星期後到期,需要續簽,中午吃飯的時候和B聊到這個事。
B:聽說你搬家了?
A:是啊,昨天剛搬,社群週末不上班,還沒來得及去登記呢,居住證也快到期了,還要去列印最近半年社保證明,再去派出所辦理續簽,請一上午假都不知道夠不夠?
B:我就說你平時就知道打遊戲,其他事都不關心,杭州早就實行"最多跑一趟"的服務了,早就不用一個地方一個地方去跑啦,直接去XX派出所就行啦,他們會幫你登記好,住址改簽,會幫你列印好社保證明,給你把居住證續簽。
A:真的嗎?那我只要去派出所就行了,實在太方便了,謝謝你啊!
B:可不是嘛,像什麼換駕照啊、車牌啊這些,都不用像以前那樣一個地方一個地方跑那麼麻煩了,只需要去一個地方,就能一次性把事情辦好。我說你平時真的要少玩點遊戲,如果想在杭州定居,你要對這些政策多關係一點,以後少跑點彎路。
A:嘿嘿,都被你說的有點不好意思了,難怪你小子都快結婚了,是有原因的啊,哈哈!
B:別別,你是憑實力單身,在下比不了,服!
上面兩個都是會經常發生在我們身邊的故事,我們從抽象的角度來審視一下:
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故事一A作為我們的客戶端,電腦城作為我們一個龐大的主系統,cpu、主機板、記憶體這些店作為一個個系統子模組,那麼組裝電腦的店是什麼角色呢?
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故事二A依然作為客戶端,人口檔案管理作為一個龐大的主系統,社群、社保局、銀行等作為一個個系統子模組,那麼只需要跑一趟的派出所是什麼角色呢?
下面,進入我們今天的主題,JAVA設計模式之——外觀模式。
什麼是外觀模式
Facade Pattern: Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem. Facade defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.
外觀模式(Facade Pattern):為子系統中的一組介面提供一個一致的介面,外觀模式定義了一個高層介面,這個介面使得這一子系統更加容易使用。外觀模式又稱為門面模式,它是一種物件結構型模式。
通俗點說,就是通過引入一個外觀角色,來簡化客戶端與子系統之間的互動,為複雜的子系統呼叫提供一個統一的入口,降低子系統與客戶端的耦合度,且客戶端呼叫子系統更加方便。正如前言故事中的電腦組裝店和一站式服務派出所。他們就是充當了外觀角色。
外觀模式的兩個角色
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Facade(外觀角色):在客戶端可以呼叫它的方法,在外觀角色中可以知道相關的(一個或者多個)子系統的功能和責任;在正常情況下,它將所有從客戶端發來的請求委派到相應的子系統去,傳遞給相應的子系統物件處理。
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SubSystem(子系統角色):在軟體系統中可以有一個或者多個子系統角色,每一個子系統可以不是一個單獨的類,而是一個類的集合,它實現子系統的功能;每一個子系統都可以被客戶端直接呼叫,或者被外觀角色呼叫,它處理由外觀類傳過來的請求;子系統並不知道外觀的存在,對於子系統而言,外觀角色僅僅是另外一個客戶端而已。
外觀模式的UML圖
外觀模式程式碼例項
我們以轎車為例,以往的汽車,我們用鑰匙點火後,白天要自己開日行燈,晚上要手動開大燈,霧天手動開霧燈,冷熱也要自己開空調,還有下雨要開雨刮器等等,雖然我們都可以一個個去操作控制,但是高峰期路況太多,很多人反應不過來,這已經不是行車不規範,親人兩行淚能控制的了。
於是萬能的人類發明了一鍵啟動按鈕,只要按下這個按鈕,就會啟動Carplay、雨刮器自動感應,空調自動調節、行車燈自動感應功能。這其實也是外觀模式的應用,下面我們看看程式碼例項。
1、定義子系統類Carplay
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能:子系統類:Carplay * </p> * * @author Moore * @ClassName Car play. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:21:12 */ public class CarPlay { public void openCarPlay(){ System.out.println("carplay開啟,可以投影手機導航,或者聽歌了"); } public void closeCarPlay(){ System.out.println("carplay關閉"); } }
2、定義子系統類空調
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能:子系統類:空調 * </p> * * @author Moore * @ClassName Air conditioning. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:24:16 */ public class AirConditioning { public void openAirConditioningAutoSwitch(){ System.out.println("空調自動調節開啟"); } public void closeAirConditioning(){ System.out.println("空調關閉"); } }
3、定義子系統類行車燈
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能: 子系統類:行車燈 * </p> * * @author Moore * @ClassName Driving lamp. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:17:15 */ public class DrivingLamp { public void openAutoSwitchLamp(){ System.out.println("行車燈自動感應切換開啟"); } public void turnOffLamp(){ System.out.println("行車燈自動感應關閉"); } }
4、定義子系統類雨刮器
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能:子系統類:雨刮器 * </p> * * @author Moore * @ClassName Wiper. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:26:41 */ public class Wiper { public void openWiperAutoSensor(){ System.out.println("雨刮器自動感應開啟"); } public void closeWiper(){ System.out.println("雨刮器關閉"); } }
5、定義外觀類(門面類):一鍵啟動按鈕
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能:外觀類(核心角色):一鍵啟動按鈕 * </p> * * @author Moore * @ClassName One click start button. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:30:51 */ public class OneClickStartButton { private CarPlay carPlay; private AirConditioning airConditioning; private DrivingLamp drivingLamp; private Wiper wiper; public OneClickStartButton() { this.carPlay = new CarPlay(); this.airConditioning = new AirConditioning(); this.drivingLamp = new DrivingLamp(); this.wiper = new Wiper(); } /** * <p class="detail"> * 功能:啟動 * </p> * * @author Moore * @date 2019.07.31 15:32:15 */ public void start(){ carPlay.openCarPlay(); airConditioning.openAirConditioningAutoSwitch(); drivingLamp.openAutoSwitchLamp(); wiper.openWiperAutoSensor(); } /** * <p class="detail"> * 功能:熄火 * </p> * * @author Moore * @date 2019.07.31 15:32:17 */ public void flameout(){ carPlay.closeCarPlay(); airConditioning.closeAirConditioning(); drivingLamp.turnOffLamp(); wiper.closeWiper(); } }
6、客戶端呼叫
package com.weiya.mazhichu.designpatterns.facade; /** * <p class="detail"> * 功能:客戶端,直接和外觀類(門面)打交道,通過外觀類訪問子系統 * </p> * * @author Moore * @ClassName Client. * @Version V1.0. * @date 2019.07.31 15:36:24 */ public class Client { public static void main(String[] args) { OneClickStartButton button = new OneClickStartButton(); System.out.println("按下一鍵啟動按鈕,汽車啟動"); button.start(); System.out.println("------------------------"); System.out.println("按下一鍵啟動按鈕,汽車熄火"); button.flameout(); } }
檢視執行結果:
通過示例,我們可以看出,客戶端和子系統的互動都是通過外觀類來進行的,客戶端不需要知道子系統內部的實現,只需要跟facade互動即可,降低了客戶端和子系統之間的耦合性,同時和客戶端互動的物件減少,也使得客戶端的程式碼變得簡單。
可以說,外觀模式在我們日常生活中隨處可見,開發中也形影不離,像mybatis-generator,只需要通過一個外觀類,就可以自動生成dao層、mapper層、service層的程式碼,不需要一級級去生成。還有tomcat、slf4j、spring jdbc等也用到外觀模式,這兒不做深入了,感興趣的同學自己去了解一下。
最後,我們來總結一下外觀模式。
優點:
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鬆散耦合:使得客戶端和子系統之間解耦,讓子系統內部的模組功能更容易擴充套件和維護。
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簡單易用:客戶端根本不需要知道子系統內部的實現,或者根本不需要知道子系統內部的構成,它只需要跟Facade類互動即可。
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更好的劃分訪問層次:有些方法是對系統外的,有些方法是系統內部相互互動的使用的。子系統把那些暴露給外部的功能集中到門面中,這樣就可以實現客戶端的使用,很好的隱藏了子系統內部的細節。
**缺點:**不引入抽象外觀類的情況,違背了開閉原則。
適用場景:
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對於一個複雜的子系統,需要為使用者提供一個簡單的互動操作。
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不希望客戶程式碼和子系統中的類有耦合,以便提高子系統的獨立性和可移植性。
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在層次化結構中,可以使用外觀模式定義系統中每一層的入口,層與層之間不直接產生聯絡,而通過外觀類建立聯絡,降低層之間的耦合度。
我不能保證我寫的文章都是正確的,但是我能保證都是我自己花時間用心寫的,所有的程式碼示例都是原創,所有的理解都只是我個人理解,不能代表官方權威,所以請各位讀者閱讀時帶著批判的眼光,有選擇性的認同,謝謝!
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