18.java设计模式之中介者模式

基本需求

• 智能家庭包括各种设备，闹钟、咖啡机、电视机、窗帘等
• 要看电视时，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

传统方案

• 各个类之间相互调用，依赖严重，消息传递不准确，调用结构混乱
• 
• 说明
  • 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 考虑中介者模式

基本介绍

• 中介者模式（Mediator），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

• 比如MVC模式，C（Controller 控制器）是M（Model 模型）和V（View 视图）的中介者，在前后端交互时起到了中间人的作用

• 比如租房子

  • 没有中介：有六个房东需要出租房屋，适合不一样的人租住。这六个房东之间有点联系。这时租客来租房，看了一号房东的房子不满意、但是一号房东觉得可以让他去看看其他五个朋友的房间。然后开始联系五个朋友。进行消息传递。一个如此，另外五个亦如此，如果二号房东房屋不出租或者出租出去了，情况发生了变化。他则需要通知其他五个朋友，告诉他们不用再给他介绍租客。这里就造成了中间一个人发生了变化，需要改动其他五个人
  • 有中介：那六个房东都把房屋交给中介处理。租客A看房间一不满意直接通过中介看房间二。当房间二被出租了。中介也只需要通知房东二号、然后他们签订合同。下次还有人看房间就不会再看房间二。这里一个出现了变化也就影响改变了一个。并不会影响其他另外五个房东

• UML类图（原理）

  • 
  • 说明
    • Mediator 就是抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口
    • Colleague 是抽象同事类
    • 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

• UML类图（案例）

  • 
  • 说明
    • ConcreteMediator是中介者实现类
    • 在创建同事实现类的时候通过其构造方法将其注册到中介者中，通过sendMessage方法向中介者发送消息
    • ConcreteMediator的getMessage方法会接收到同事类的消息协调调用其他对象，是核心方法

• 代码实现

  • public abstract class Mediator {
    
       // 中介者抽象类
    
       // 将同事类加入到中介者中，由中介者对所有同事类进行交互，同事类之间不进行交互
       // 将依赖由网状变成星状
       public abstract void register(String colleagueName, Colleague colleague);
    
       // 接收消息 由同事类发出
       public abstract void getMessage(String colleagueName, int stateChange);
    
       // 发送消息，发给同事类，本次案例中没有用到
       public abstract void sendMessage();
    
    }
    
    // 中介者实现类
    public class ConcreteMediator extends Mediator {
    
       // 使用集合管理所有的中介者，如果key重复，则是最新注册的 ，可否弄成MapList的形式管理重复key
       private Map<String, Colleague> colleagueMap;
    
       // 名称的集合，方便我们自己获取对应的同事类，因为每次注册时 我们并不知道key，想获取value时不能获取，指定名称 后续使用简单
       private Map<String, String> nameMap;
    
       public ConcreteMediator() {
           this.colleagueMap = new HashMap<>();
           this.nameMap = new HashMap<>();
       }
    
       @Override
       public void register(String colleagueName, Colleague colleague) {
           colleagueMap.put(colleagueName, colleague);
           if (colleague instanceof Alarm) {
               // 自定义名称 方便我们下面使用
               nameMap.put("alarm", colleagueName);
           } else if (colleague instanceof CoffeeMachine) {
               nameMap.put("coffeeMachine", colleagueName);
           } else if (colleague instanceof Curtain) {
               nameMap.put("curtain", colleagueName);
           } else if (colleague instanceof TV) {
               nameMap.put("tv", colleagueName);
           }
       }
    
       @Override
       public void getMessage(String colleagueName, int stateChange) {
           // 根据得到消息，完成对应任务，中介者在这个方法，协调各个具体的同事对象，完成任务
           if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Alarm) {
               // 处理闹钟的消息 可使用中介者的sendMessage方法进行处理
               if (stateChange == 0) {
                   ((CoffeeMachine) colleagueMap.get(nameMap.get("coffeeMachine"))).startCoffee();
                   ((TV) colleagueMap.get(nameMap.get("tv"))).startTv();
               } else if (stateChange == 1) {
                   ((TV) colleagueMap.get(nameMap.get("tv"))).stopTv();
               }
           } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {
               // 处理咖啡机的消息
               if (stateChange == 0) {
                   ((Curtain) colleagueMap.get(nameMap.get("curtain"))).upCurtains();
               }
           } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Curtain) {
               // 处理窗帘的消息
               System.out.println();
           } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof TV) {
               // 处理电视机的消息
               System.out.println();
           }
       }
    
       @Override
       public void sendMessage() {
    
       }
    }
    

  • public abstract class Colleague {
    
       // 同事抽象类
    
       protected String name;
    
       private Mediator mediator;
    
       public Colleague(String name, Mediator mediator) {
           this.name = name;
           this.mediator = mediator;
       }
    
       public Mediator getMediator() {
           return this.mediator;
       }
    
       // 发送消息
       public abstract void sendMessage(int stateChange);
    
    }
    
    // 同事子类一 闹钟类
    public class Alarm extends Colleague {
    
       public Alarm(String name, Mediator mediator) {
           super(name, mediator);
           // 将自己在中介者中进行注册
           mediator.register(name, this);
       }
    
       @Override
       public void sendMessage(int stateChange) {
           // 获取中介者 调用中介者的getMessage方法 将消息传递给中介者 由中介者处理消息
           this.getMediator().getMessage(super.name, stateChange);
       }
    
       public void sendAlarm(int stateChange) {
           sendMessage(stateChange);
       }
    }
    
    // 同事子类二 咖啡机
    public class CoffeeMachine extends Colleague {
    
       public CoffeeMachine(String name, Mediator mediator) {
           super(name, mediator);
           mediator.register(name, this);
       }
    
       @Override
       public void sendMessage(int stateChange) {
           this.getMediator().getMessage(super.name, stateChange);
       }
    
       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);
       }
    }
    
    // 同事子类三 窗帘
    public class Curtain extends Colleague {
    
       public Curtain(String name, Mediator mediator) {
           super(name, mediator);
           mediator.register(name, this);
       }
    
       @Override
       public void sendMessage(int stateChange) {
           this.getMediator().getMessage(super.name, stateChange);
       }
    
       public void upCurtains() {
           System.out.println("I am holding Up Curtains!");
       }
    }
    
    // 同事子类四 电视机
    public class TV extends Colleague {
    
       public TV(String name, Mediator mediator) {
           super(name, mediator);
           mediator.register(name, this);
       }
    
       @Override
       public void sendMessage(int stateChange) {
           this.getMediator().getMessage(super.name, stateChange);
       }
    
       public void startTv() {
           System.out.println("It's time to StartTv!");
       }
    
       public void stopTv() {
           System.out.println("Stop Tv!");
       }
    }
    
    

注意事项

• 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
• 如果增加一个同事类，直接增加即可，降低了类的复杂度，将一对多转化成了一对一
• 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
• 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