设计模式之外观模式

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-03-27 07:02 233阅读 0赞

针对外观模式，在项目开发和实际运用中十分频繁，但是其极易理解，下面就简要介绍一下。

## 概念介绍 ##

外观模式（Facade），也叫“过程模式：外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

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 。

## 角色及使用场景 ##

![img][]

简单来说，该模式就是把一些复杂的流程封装成一个接口供给外部用户更简单的使用。这个模式中，设计到3个角色。

1) 外观类(Facade): 为调用端提供统一的调用接口, 外观类知道哪些子系统负责处理请求,从而将调用端的请求代  
理给适当子系统对象  
2) 调用者(Client): 外观接口的调用者  
3) 子系统的集合：指模块或者子系统，处理Facade 对象指派的任务，他是功能的实际提供者

### 　使用场景： ###

1- 为复杂的模块或子系统提供外界访问的模块；

2- 子系统相互独立；

3- 在层析结构中，可以使用外观模式定义系统的每一层的入口。

##  ##

1) 外观模式可以理解为转换一群接口，客户只要调用一个接口，而不用调用多个接口才能达到目的。比如：在pc上安装软件的时候经常有一键安装选项（省去选择安装目录、安装的组件等等），还有就是手机的重启功能（把关机和启动合为一个操作）。  
2) 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

使用外观模式来完成家庭影院项目  
组建一个家庭影院：  
DVD 播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机,要求完成使用家庭影院的功能，其过程为：  
直接用遥控器：统筹各设备开关  
开爆米花机  
放下屏幕  
开投影仪  
开音响  
开DVD，选dvd  
去拿爆米花  
调暗灯光  
播放  
观影结束后，关闭各种设备

思路分析和图解(类图)

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package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:10
     * @description:
     */
    public class DVDPlayer {
        //使用单例模式, 使用饿汉式
        private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();
    
        public static DVDPlayer getInstanc() {
            return instance;
        }
        //打开
        public void on() {
            System.out.println(" dvd on ");
        }
        //关闭
        public void off() {
            System.out.println(" dvd off ");
        }
        //播放
        public void play() {
            System.out.println(" dvd is playing ");
        }
    
        //....
        //暂停
        public void pause() {
            System.out.println(" dvd pause ..");
        }
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:12
     * @description: 爆米花机
     */
    public class Popcorn {
        private static Popcorn instance = new Popcorn();
    
        public static Popcorn getInstance() {
            return instance;
        }
    
        //打开
        public void on() {
            System.out.println(" popcorn on ");
        }
    
        //关闭
        public void off() {
            System.out.println(" popcorn ff ");
        }
    
        //制作爆米花
        public void pop() {
            System.out.println(" popcorn is poping ");
        }
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:14
     * @description: 投影仪
     */
    public class Projector {
        private static Projector instance = new Projector();
    
        public static Projector getInstance() {
            return instance;
        }
    
        public void on() {
            System.out.println(" Projector on ");
        }
    
        public void off() {
            System.out.println(" Projector ff ");
        }
        //聚焦
        public void focus() {
            System.out.println(" Projector is Projector ");
        }
    //...
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:14
     * @description: 屏幕
     */
    public class Screen {
        private static Screen instance = new Screen();
    
        public static Screen getInstance() {
            return instance;
        }
    
        public void up() {
            System.out.println(" Screen up ");
        }
    
        public void down() {
            System.out.println(" Screen down ");
        }
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:15
     * @description:立体声
     */
    public class Stereo {
        private static Stereo instance = new Stereo();
        public static Stereo getInstance() {
            return instance;
        }
        public void on() {
            System.out.println(" Stereo on ");
        }
        public void off() {
            System.out.println(" Screen off ");
        }
        public void up() {
            System.out.println(" Screen up.. ");
        }
    //...
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:16
     * @description: 灯光
     */
    public class TheaterLight {
        private static TheaterLight instance = new TheaterLight();
    
        public static TheaterLight getInstance() {
            return instance;
        }
    
        public void on() {
            System.out.println(" TheaterLight on ");
        }
    
        public void off() {
            System.out.println(" TheaterLight off ");
        }
    
        public void dim() {
            System.out.println(" TheaterLight dim.. ");
        }
    
        public void bright() {
            System.out.println(" TheaterLight bright.. ");
        }
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:12
     * @description: 外观类
     */
    public class HomeTheaterFacade {
        //定义各个子系统对象
        private TheaterLight theaterLight;
        private Popcorn popcorn;
        private Stereo stereo;
        private Projector projector;
        private Screen screen;
        private DVDPlayer dVDPlayer;
    
        //构造器
        public HomeTheaterFacade() {
            super();
            this.theaterLight = TheaterLight.getInstance();
            this.popcorn = Popcorn.getInstance();
            this.stereo = Stereo.getInstance();
            this.projector = Projector.getInstance();
            this.screen = Screen.getInstance();
            this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();
        }
    
        //操作分成4 步
        public void ready() {
            popcorn.on();
            popcorn.pop();
            screen.down();
            projector.on();
            stereo.on();
            dVDPlayer.on();
            theaterLight.dim();
        }
    
        public void play() {
            dVDPlayer.play();
        }
    
        public void pause() {
            dVDPlayer.pause();
        }
    
        public void end() {
            popcorn.off();
            theaterLight.bright();
            screen.up();
            projector.off();
            stereo.off();
            dVDPlayer.off();
        }
    }

package com.dongguo.facade;
    
    /**
     * @author Dongguo
     * @date 2021/8/22 0022-16:17
     * @description:
     */
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
            homeTheaterFacade.ready();
            System.out.println("----------------");
            homeTheaterFacade.play();
            System.out.println("----------------");
            homeTheaterFacade.end();
    
        }
    }
    运行结果：
     popcorn on 
     popcorn is poping 
     Screen down 
     Projector on 
     Stereo on 
     dvd on 
     TheaterLight dim.. 
    ----------------
     dvd is playing 
    ----------------
     popcorn ff 
     TheaterLight bright.. 
     Screen up 
     Projector ff 
     Screen off 
     dvd off

## 优点 ##

1、引入外观模式，是客户对子系统的使用变得简单了，减少了与子系统的关联对象，实现了子系统与客户之间的松耦合关系。

2、只是提供了一个访问子系统的统一入口，并不影响用户直接使用子系统类

3、降低了大型软件系统中的编译依赖性，并简化了系统在不同平台之间的移植过程

## 缺点 ##

1、不能很好地限制客户使用子系统类，如果对客户访问子系统类做太多的限制则减少了可变性和灵活性

2、在不引入抽象外观类的情况下，增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，违背了“开闭原则”

# 使用场景 #

1、当要为一个复杂子系统提供一个简单接口时可以使用外观模式。

2、客户程序与多个子系统之间存在很大的依赖性。引入外观类将子系统与客户以及其他子系统解耦，可以提高子系统的独立性和

可移植性

# 模式总结 #

1、 外观模式的主要优点就在于减少了客户与子系统之间的关联对象，使用客户对子系统的使用变得简单了，也实现了客户与子

系统之间的松耦合关系。它的缺点就在于违背了“开闭原则”。

2、 如果需要实现一个外观模式，需要将子系统组合进外观中，然后将工作委托给子系统执行。

# 外观模式在MyBatis 框架应用的源码分析 #

MyBatis 中的Configuration 去创建MetaObject 对象使用到外观模式

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3NDUwMDg5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

public MetaObject newMetaObject(Object object) {
        return MetaObject.forObject(object, this.objectFactory, this.objectWrapperFactory, this.reflectorFactory);
    }

上述代码其实是完成一个创建MetaObject的事情，但是它是将一个负责创建MetaObject的子系统放在了这个方法里面。

为什么要这么做？实际上如果直接让我们应用层去使用MetaObject.forObject(object, this.objectFactory, this.objectWrapperFactory, this.reflectorFactory);这个方法。可以看出参数实在太多，而Configuration类使用外观模式，外观类并不具体实现什么，他只是负责调用和管理子系统。  
可以把上面的objectFactory，objectWrapperFactory，reflectorFactory看作三个子系统  
接下来到MetaObject的里面看看forObject方法

public static MetaObject forObject(Object object, ObjectFactory objectFactory, ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory, ReflectorFactory reflectorFactory) {
        return object == null ? SystemMetaObject.NULL_META_OBJECT : new MetaObject(object, objectFactory, objectWrapperFactory, reflectorFactory);
    }

对应的构造函数

private MetaObject(Object object, ObjectFactory objectFactory, ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory, ReflectorFactory reflectorFactory) {
            this.originalObject = object;
            this.objectFactory = objectFactory;
            this.objectWrapperFactory = objectWrapperFactory;
            this.reflectorFactory = reflectorFactory;
            if (object instanceof ObjectWrapper) {
                this.objectWrapper = (ObjectWrapper)object;
            } else if (objectWrapperFactory.hasWrapperFor(object)) {
                this.objectWrapper = objectWrapperFactory.getWrapperFor(this, object);
            } else if (object instanceof Map) {
                this.objectWrapper = new MapWrapper(this, (Map)object);
            } else if (object instanceof Collection) {
                this.objectWrapper = new CollectionWrapper(this, (Collection)object);
            } else {
                this.objectWrapper = new BeanWrapper(this, object);
            }
    
        }

可以看出这个MetaObject也是个将构造器私有的特殊单例模式

根据传过来的object选择不同的factory

[img]: /images/20220327/edcd750d2a12465e81c0cf5344378690.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3NDUwMDg5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220327/35f836df1f3b4c59929cf4918c0c47c1.png