Java设计模式之外观模式
一、外观模式介绍
1.1 外观模式定义
外观模式( Facade Pattern)，也叫门面模式, 外观模式的原始定义是：为子系统中的一组接口提供统一的接口。它定义了一个更高级别的接口，使子系统更易于使用。
外观模式，是一种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的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体的细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。
门面模式有点类似之前讲到的迪米特法则（最少知识原则）和接口隔离原则：两个有交互的系统，只暴露有限的必要的接口。
门面类充当了系统中的"服务员"，它为多个业务类的调用提供了一个统一的入口，简化了类与类之间的交互，如果没有门面类，每个客户类需要和多个子系统之间进行复杂的交互，系统的耦合度将会很大。
1.2 外观模式原理
1.2.1 外观模式类图
1.2.2 模式角色说明
外观（Facade）模式包含以下主要角色：
- 外观（Facade）角色：
为多个子系统对外提供一个共同的接口。外观角色中可以知道多个相关的子系统中的功能和责任。在正常情况下，它将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统，传递给相应的子系统对象处理。
- 子系统（Sub System）角色：
实现系统的部分功能，客户可以通过外观角色访问它。每一个子系统可以是一个类也可以是多个类的集合。每一个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色调用。子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观角色仅仅是另一个客户端而已。
1.2.3 示例代码
package main.java.cn.test.Facade.V1;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:17:07
* @description 业务类A
*/
public class SubSystemA {
public void methodA(){
System.out.println("执行methodA()"+" =======");
}
}package main.java.cn.test.Facade.V1;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:19:02
* @description 业务类B
*/
public class SubSystemB {
public void methodB(){
System.out.println("执行methodB()"+" =======");
}
}package main.java.cn.test.Facade.V1;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:19:29
* @description 业务类C
*/
public class SubSystemC {
public void methodC(){
System.out.println("执行methodC()"+" =======");
}
}package main.java.cn.test.Facade.V1;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:20:21
* @description 门面类
*/
public class Facade {
private SubSystemA obj1 = new SubSystemA();
private SubSystemB obj2 = new SubSystemB();
private SubSystemC obj3 = new SubSystemC();
public void method() {
obj1.methodA();
obj2.methodB();
obj3.methodC();
}
}package main.java.cn.test.Facade.V1;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:20:53
* @description 测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Facade facade = new Facade();
facade.method();
}
}二、外观模式的应用
2.1 需求说明
智能家电控制。通过智能音箱来控制室内的灯、电视、空调.本来每个设备都需要进行独立的开关操作，现在通过智能音箱完成对这几个设备的统一控制。
2.2 需求实现
2.2.1 类图
2.2.2 具体实现
2.2.2.1 灯光类
package main.java.cn.test.Facade.V2;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:27:24
* @description 灯光类
*/
public class Light {
public void on() {
System.out.println("打开灯......");
}
public void off() {
System.out.println("关闭灯......");
}
}2.2.2.2 电视类
package main.java.cn.test.Facade.V2;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:27:54
* @description 电视类
*/
public class TV {
public void on() {
System.out.println("打开电视......");
}
public void off() {
System.out.println("关闭电视......");
}
}2.2.2.3 空调类
package main.java.cn.test.Facade.V2;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:28:27
* @description 空调类
*/
public class AirCondition {
public void on() {
System.out.println("打开空调......");
}
public void off() {
System.out.println("关闭空调......");
}
}2.2.2.4 外观面板类
package main.java.cn.test.Facade.V2;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:29:36
* @description 外观面板类
*/
public class SmartAppliancesFacade {
private Light light;
private TV tv;
private AirCondition airCondition;
public SmartAppliancesFacade() {
this.light = new Light();
this.tv = new TV();
this.airCondition = new AirCondition();
}
public void say(String message) {
if (message.contains("打开")) {
on();
} else if (message.contains("关闭")) {
off();
} else {
System.out.println("对不起没有听清楚您说什么! 请重新再说一遍");
}
}
//起床后 语音开启 电灯 电视 空调
private void on() {
System.out.println("起床了!");
light.on();
tv.on();
airCondition.on();
}
//睡觉前 语音关闭 电灯 电视 空调
private void off() {
System.out.println("睡觉了!");
light.off();
tv.off();
airCondition.off();
}
}2.2.2.5 测试类
package main.java.cn.test.Facade.V2;
/**
* @author ningzhaosheng
* @date 2024/1/14 13:33:16
* @description 测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建外观对象
SmartAppliancesFacade facade = new
SmartAppliancesFacade();
facade.say("打开家电");
facade.say("关闭家电");
}
}三、外观模式总结
3.1 外观模式的优点
1. 它对客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需要处理的对象数目，并使子系统使用起来更加的容易。通过引入外观模式，客户端代码将变得很简单，与之关联的对象也很少。
2. 它实现了子系统与客户端之间的松耦合关系，这使得子系统的变化不会影响到调用它的客户端，只需要调整外观类即可。
3. 一个子系统的修改对其他子系统没有任何影响，而子系统内部变化也不会影响到外观对象。
3.2 外观模式的缺点
1. 不能很好的控制客户端直接使用子系统类，如果客户端访问子系统类做太多的限制则减少了可变性和灵活性。
2. 如果设计不当，增加新的子系统可能需要修改外观类的源代码，违背了开闭原则。
3.3 外观模式的使用场景
- 简化复杂系统。
比如，当我们开发了一整套的电商系统后（包括订单、商品、支付、会员等系统），我们不能让用户依次使用这些系统后才能完成商品的购买，而是需要一个门户网站或手机 App 这样简化过的门面系统来提供在线的购物功能。
- 减少客户端处理的系统数量。
比如，在 Web 应用中，系统与系统之间的调用可能需要处理 Database 数据库、Model 业务对象等，其中使用
Database 对象就需要处理打开数据库、关闭连接等操作，然后转换为Model 业务对象，实在是太麻烦了。如果能够创建一个数据库使用的门面（其实就是常说的 DAO 层），那么实现以上过程将变得容易很多。
- 让一个系统（或对象）为多个系统（或对象）工作。
比如，线程池ThreadPool 就是一个门面模式，它为系统提供了统一的线程对象的创建、销毁、使用等。
- 联合更多的系统来扩展原有系统。
当我们的电商系统中需要一些新功能时，比如，人脸识别，我们可以不需要自行研发，而是购买别家公司的系统
来提供服务，这时通过门面系统就能方便快速地进行扩展。
- 作为一个简洁的中间层。
门面模式还可以用来隐藏或者封装系统中的分层结构，同时作为一个简化的中间层来使用。比如，在秒杀、库存、钱包等场景中，我们需要共享有状态的数据时（如商品库存、账户里的钱），在不改变原有系统的前提下，通过一个中间的共享层（如将秒杀活动的商品库存总数统一放在 Redis 里），就能统一进行各种服务（如，秒杀详情页、商品详情页、购物车等）的调用。
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