中介者模式 調停者 Mediator 行為型 設計模式（二十一）

来源:https://www.cnblogs.com/noteless/archive/2018/12/17/10130616.html
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中介者模式是一種常見的解耦思維的模式，本文對中介者模式進行了簡單介紹，給出了中介者模式的意圖，結構，以及意圖發展演變，給出了中介者模式的Java代碼示例，中介者模式又稱為調停者模式，是迪米特法則的詮釋。 ...


  中介者模式（Mediator）   調度、調停   image_5c171b2a_4f0c

意圖

用一個中介對象（中介者）來封裝一系列的對象交互，中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合鬆散 而且可以獨立地改變它們之間的交互。 中介者模式又稱為調停者模式。   面向對象的程式設計中，我們通常將功能進行分解，按照職責以類為維度進行劃分，也就是使用時功能最終將分佈在多個對象中 並且我們會儘可能的保持對象功能的單一（單一職責原則） 相對於對象的單一職責來說，任何的系統或者模塊的功能卻並不會單一，往往都是有多個對象交互協作來實現所有的功能 對象之間不可避免的需要建立連接 換句話說 系統（或者某模塊）必然是複雜的（沒有什麼系統可以幾個對象就輕鬆搞定，那樣或許也不能稱之為系統了吧） 功能必然會分佈在多個對象中 多個對象協作必然需要聯繫，這必然導致耦合的產生 image_5c171b2a_724a 如上圖所示，雖然系統對外呈現是一個統一的整體，但是，內部各個模塊之間很可能是緊密的耦合  各個模塊相互聯繫，可能互相持有引用，會出現網狀結構，完全不符合迪米特法則。 如果對系統進行改動，將會變得困難。
我們以裝修為例 一般裝修公司都會給每一個項目配備一個項目經理（這個項目也就是你家這個單子了，項目經理就是包工頭） 裝修的一般階段分為：前期設計→拆改→水電→瓦工→木工→油漆→安裝→保潔→軟裝   項目經理手上經常同時有幾個工地在同步進行，只要錯的開就好了 因為每個階段都是有先後順序的，你不可能先木工，然後再去拆改； 因為每個階段也都需要一定時間，也意味著這一撥人不可能同時在你家工作   開工後項目經理會進行工作安排 水電工結束了A之後，項目經理會安排他到B，然後安排瓦工到A，然後........ 所有的順序都是由項目經理負責調度，水電工可以完全不認識瓦工，他們也完全不需要進行聯繫 有事兒找項目經理   如果沒有項目經理，會是什麼場景？ 那就是人人都是項目經理，人人都需要管自己，還需要管別人 也就是每個人安排分配自己的時間與任務 水電工結束後需要聯繫瓦工進場，如果瓦工發現有遺留問題，需要聯繫水電工進行溝通 木工需要聯繫瓦工確認進展情況，油漆工又需要確認木工狀況... 你會發現他們必須要經常保持聯繫，以獲得進展情況，進而安排自己的工作   一個包工隊尚且如此，如果是一個大的裝修公司，怎麼辦？ 而且裝修而言，階段之間還會有順序，油漆工用不到聯繫水電工 但是在系統中，對象豈會僅僅與一個對象聯繫？ 那豈不是更複雜、亂套？
  中介者模式就是為瞭解決系統內部的調度問題，降低系統內部各模塊之間的耦合度。 裝修公司的項目經理、小組組長、班長，團隊leader等其實這都是中介者模式的體現。   有很多書中以“房屋中介”作為中介者模式的一種場景 個人認為對於某一個房東或者租客而言，“房屋中介”的含義是為你服務的中介人員，此時的含義更接近代理模式 而從廣義上看，有很多租客、買家，也存在很多房東，“房屋中介”將他們聯繫在一起，此時的“房租中介”應該是中介公司，這時才更符合中介者模式的含義 中介者模式的重點在於“調度、協調”，含義更接近“指揮中心”，被指揮的是該系統內部的成員   如果在一個系統中對象之間存在多對多的相互關係 我們可以將對象之間的一些交互行為從各個對象中分離出來，並集中封裝在一個中介者對象中，並由該中介者進行統一協調 image_5c171b2a_66af 如上圖所示，對象之間多對多的複雜關係就轉化為相對簡單的一對多關係 簡化了對象之間的複雜交互 顯然，中介者模式是迪米特法則（不要和陌生人說話）的典型。  

結構  

image_5c171b2a_260e 同事角色Colleague 系統中所有組成部件的抽象角色 具體的同事角色ConcreteColleague 系統的每一個具體的組成部分，就像公司的每個同事 提供自身職責功能的方法介面，供中介者調用 定義中介者到同事對象的介面，也就是提供介面給中介者調用 中介者（項目經理）根據你的技能分配任務，也就是調用你的方法 中介者角色Mediator 定義了同事Colleague對象到中介者的介面，也就是所有同事通信的介面（同事間的通信藉助於中介者提供的這個方法） 也就是提供一個方法給同事們調用，用來請求其他同事協助協助，這個方法是中介者提供的 這個方法典型的示例就是事件處理方法 具體的中介者ConcreteMediator 具體的中介者，實現Mediator定義的介面，協調各同事進行協作    所有的成員之間，可以相互協調工作，但是卻又不直接相互管理 這些對象都與項目經理“中介者”進行緊密聯繫 由項目經理進行工作協調，每個組成部分就如同我們項目組中的一個成員，也就是同事一樣，這也是上文中Colleague 角色的由來 如何相互協調工作但是卻又不直接相互管理？比如 
class A{
void f(){
//do sth
B b = new B();
b.g();
}
上面偽代碼中 類A有一個方法f ，做了一些事情之後，創建了一個B的對象b，然後調用b的方法g，做了一些處理 這就是A與B的協作，A也同時具有管理B的職責 如果轉換為下麵的形式，就是中介者模式 A和B的協作不在具有對象管理關係，而是項目經理Mediator統一進行管理  
class Mediator{
A a = new A();
B b = new B();
void cooperation(){
a.f();
b.g();
}
}

代碼示例

使用《設計模式 可復用面向對象軟體的基礎》中的例子為原型 考慮一個圖形用戶界面中對話框的實現。 對話框使用一個視窗來展現一系列的視窗組件，比如按鈕菜單輸入域等 比如下圖，IDEA的字體設置視窗，當進行Font字體設置時
  • 預覽區域內的字體將會發生變化
  • 右下角的Apply 應用按鈕將成為可點擊狀態
image_5c171b2b_350a   一種可能的解決方法 
package mediator.simple;
 
/**
* 設置字體類,提供字體設置方法.
* 並且創建展示Display對象,調用reDisplay方法重新展示
* 並且創建按鈕Button對象,調用applyButton方法使能應用按鈕
*/
public class Font {
 
    public void setFont() {
    System.out.println("設置字體...");
    Display display = new Display();
    display.reDisplay();
    Button button = new Button();
    button.applyButton();
    }
}
package mediator.simple;

public class Display {
    public void reDisplay() {
        System.out.println("字體重新展示...");
    }
}
package mediator.simple;
 
public class Button {
    public void applyButton() {
        System.out.println("應用按鈕可用...");
    }
}
package mediator.simple;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Font font = new Font();
    font.setFont();
    }
} 
image_5c171b2b_398c 上面的示例很簡單 為了實現“點擊設置字體，選擇字體後預覽框字體的改變以及使能應用按鈕的功能” 也就是聯動的功能 設置字體後，分別創建展示和按鈕對象，調用對象的方法 很顯然，字體不僅操心自己的事情，還管理著展示Display和按鈕Button   而且，如果直接點擊取消會發生什麼？一切將會還原,又伴隨著一系列的調用 難道仍舊需要：“不僅操心自己的事情，還要負責管理別人麽”？ 就像沒有項目經理的包工隊一樣了，既操心自己又要管理別人 成了我們上面所說的網狀結構，內部各個同事之間的耦合度極高

重構中介者模式

重構的業務邏輯:
  • 通過引入mediator中介者，作為同事之間協作的中間人，提供operation（）方法，用於同事間請求協助、事件處理
  • 每個同事類都知道這個中介，所以在抽象角色Colleague中設置了Mediator屬性，構造方法註入，並且提供notifyEvent方法，封裝了mediator的operation（）方法
  • 當具體的同事ConcreteColleague，執行操作後，需要其他同事協作時，直接調用notifyEvent（）方法
  • 每個具體的同事提供自身的職責介面
簡單地說就是，提供中介者“項目經理”mediator，提供事件處理方法 所有的同事都只知道“項目經理”，如果有事需要其他同事辦，就叫“項目經理”。     Mediator抽象中介者角色定義了operation方法 各個Colleague對象通過此方法進行通信，接受參數類型為Colleague的對象  
package mediator;
public abstract class Mediator {
abstract void operation(Colleague event);
}
Colleague抽象同事角色擁有Mediator，通過構造方法註入 提供了notifyEvent方法，調用中介者的operation方法，並且將自身作為參數 
package mediator;
public abstract class Colleague {
private Mediator mediator;
    Colleague(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
    public void notifyEvent() {
        mediator.operation(this);
    }
}
package mediator;
public class Button extends Colleague {
    Button(Mediator mediator){
        super(mediator);
    }
     
    public void applyButton() {
        System.out.println("應用按鈕可用...");
    }
}
package mediator;
 
public class Display extends Colleague {
    Display(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    public void reDisplay() {
        System.out.println("字體重新展示...");
    }
}

 

package mediator;
 
public class Font extends Colleague {
private String fontName;
 
    public String getFontName() {
        return fontName;
    }
     
    Font(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
     
    public void changeFont() {
        System.out.println("設置字體......");
        fontName = "微軟雅黑";
        notifyEvent();
    }
}
ConcreteMediator實現了Mediator定義的介面 並且內部維護三個對象 如果事件類型是Font，那麼調用設置字體的事件 
package mediator;
public class ConcreteMediator extends Mediator {
    private Button button;
    private Display display;
    private Font font;
     
    ConcreteMediator() {
        button = new Button(this);
        display = new Display(this);
        font = new Font(this);
    }
     
    @Override
    void operation(Colleague event) {
        if (event instanceof Font) {
        setFontEvent(event);
    }
    }
     
    private void setFontEvent(Colleague event) {
        System.out.println(((Font) event).getFontName());
        button.applyButton();
        display.reDisplay();
    }
}
測試代碼 
package mediator;
 
public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Mediator mediator = new ConcreteMediator();
        Font font = new Font(mediator);
        font.changeFont();
    }
}

 

image_5c171b2b_3c66 上面的示例中，以設置字體為例，當字體變化時，請求“項目經理”安排其他同事協助 “項目經理”operation(Colleague event)  發現是設置字體的事件後，調用對應的事件處理方法，也就是尋找其他同事進行協助   中介者模式將每個場景中對象之間的協作進行封裝  

小結

當你需要其他同事協助時，肯定不需要項目經理每次都創建具體的同事對象 上面的示例中，在ConcreteMediator的構造方法中創建的各個具體同事的實例(可以理解為項目經理手下有你和你的一幫同事) 你還可以提取出來工廠類用於管理同事類和中介者類 比如通過一個工廠對象管理各個同事實例（如果可以還可以將各個同事都設置為單例 ） 並且中介者類作為這個工廠對象的內部類   同事對象的傳遞可以達到信息的獲取與回調 通過給Font加了一個fontName屬性，通過列印信息可以看得出來 通過將當時發生事件的對象傳遞了過來，可以獲得事件的更多信息，可以根據信息進一步的進行操作 比如，此處的設置了字體，設置了什麼字體？這一進一步的信息就通過參數攜帶進來 而且，這種方式還可以通知到Font本身 也就是可以在setFontEvent(Colleague event) 事件處理中，調用Font的方法進行結果返回，有回調的韻味   良好的擴展性 如果需要增加一個新的事件處理過程，比如點擊取消按鈕，還原字體設置，還原預覽按鈕 只需要在Button新增加一個職責（方法），然後在ConcreteMediator中新增加一種類型的事件處理程式即可   上面的示例中僅僅定義了幾個簡單的方法，實踐中每個具體同事角色自然不會僅僅只有幾個方法 不管有多少方法，都可以通過中介者將他們的協作邏輯進行封裝 通過具體的中介者ConcreteMediator的處理方法進行安排 中介者模式可以很好地應用於事件通知的處理

中介者模式時序圖

image_5c171b2b_1ce5 當某一個同事對象產生事件後，如果需要其他同事進行協助，他將調用中介者的方法 中介者接到消息後，調用其他同事的方法（安排其他同時幹活），然後最終還可以將消息進行返回

與門面模式對比

image_5c171b2b_31b0 門面模式和中介者模式都是通過中間類降低系統的耦合度 但是門面模式是為了子系統提供一個簡單一致的介面，客戶端透過門面類向子系統發送消息，可以認為消息的發送是單方向的 客戶端--->門面--->子系統方法，子系統提供功能給客戶端 門面是在外部客戶端和內部子系統之間 中介者模式中，則是主要複雜系統內部多個對象之間的相互協作 中介者是各個內部對象同事之間  

擴展

任何模式都不是一成不變的，模式結構圖只是一種相對比較合適準確的方案 但是涉及到具體的業務中，一切都是可變的 中介者模式也有多種靈活性   如果只有一個中介者對象，顯然抽象Mediator角色是可以隱藏的 那麼ConcreteMediator就兼顧了這個角色，提供通信介面給同事角色   中介者模式的本質含義是負責協調系統內部的多個交互的對象，將同事進行解耦 也就是說實現共同的介面並不是必須的 而實際上，一個系統中協作的多個對象，很可能是不同的類型，如果去掉了抽象角色Colleague 那麼就可以將任意的有關聯的對象組織在一起，通過中介者協同工作   而且，也並不意味著一定要中介者持有同事角色，如果合適，直接創建中介者也並非不可以 雖然上面提到你可以使用另外的工廠管理，那也只是一種常用用法而已。   只需要記住中介者的本質在於“行為與協作的分離，中介者封裝了對象間的協作”

總結

中介者模式將對象的行為和協作進行分離，使對象更加專註於對象的行為，也就是自身的功能 將協作分離出來封裝到中介者內部   迪米特法則，不要和陌生人講話，只與你的朋友通信，中介者模式是迪米特法則的典型應用 通過引入中介者對象，在同事之間的請求調用中，增加了“項目經理”，如果有事搞不定，需要協助，那麼就找他  每個人只和項目經理對話，也就是僅僅和項目經理這個朋友聊天,其他的同事都不理了   ￣□￣｜｜   中介者將網狀結構，轉換為了星型結構 將多對多的關係，轉換為了一對多的關係 所以中介者模式將系統中對象對其他對象的引用數目降到最低，簡化了對象之間的交互。 image_5c171b2b_3f1e 中介者模式將各個同事對象之間進行解耦，增加新的中介者或者同事都比較方便，符合開閉原則 MVC模式，也是一種典型的中介者模式，控制器負責視圖層和模型層的調度處理，是一個明顯的中介者。   中介者模式將同事進行解耦，但是各個Colleague類必須同中介者進行交互 更準確的說，解耦後的關係植入到了中介者自身，如果原來的同事對象間的相互調用非常複雜 那麼，這個中介者也很可能非常的複雜難以維護   換言之，同事間的複雜性與耦合性轉移到了中介者內部 中介者內部對於各個同事之間的協調代碼不太可能復用，所以具體同事類的復用性也是以中介者的不可復用為代價的   如果系統中的各個對象之間存在複雜的引用關係，希望能夠通過中間類將他們進行解耦 或者系統中對象間的引用混亂，交互太多，導致難以進行類的復用 你就可以考慮中介者模式 但是並不意味著任何涉及到多個類交互的地方都用中介者模式，如果原本並不複雜，使用中介者將會增加複雜度 基本前提就是緊密耦合，比如出現了網狀結構 原文地址:中介者模式 調停者 Mediator 行為型 設計模式（二十一）
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