Java设计模式11 - 外观模式

外观模式

外观模式是对象的结构模式，外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行。外观模式是一个高层次的接口，使得子系统更易于使用。

 

医院的例子

现代的软件系统都是比较复杂的。假如把医院比作一个子系统，按照部门职能，这个系统划分为挂号、门诊、划价、化验、收费、取药等。看病的人要与这些部门打交道，就如同一个子系统的客户端与一个子系统的各个类打交道一样，不是一件容易的事。

解决这种不便的方法便是引入外观模式，医院可以设置一个接待员的位置，由接待员负责代为挂号、划价、缴费、取药等。病人只需要接触接待员，由接待员与各个部门打交道。

 

外观模式的结构

外观模式的结构可以这么表示：

这个图中，体现了两种角色：

1、外观角色

客户端调用这个角色的方法。此角色知晓相关的子系统的功能和责任，正常情况下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到响应的子系统中

2、子系统角色

可以同时有一个或多个子系统，每个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。每个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色直接调用。子系统并不知道外观角色的存在，对于子系统而言，外观仅仅是另外一个客户端而已

 

外观模式示例

模拟三个子系统ModuleA、ModuleB、ModuleC：

public class ModuleA
{
    public void testA()
    {
        System.out.println("调用Module中的testA方法");
    }
}

public class ModuleB
{
    public void testB()
    {
        System.out.println("调用Module中的testB方法");
    }
}

public class ModuleC
{
    public void testC()
    {
        System.out.println("调用Module中的testC方法");
    }
}

模拟一个外观对象：

public class Facade
{
    public void test()
    {
        ModuleA ma = new ModuleA();
        ma.testA();
        ModuleB mb = new ModuleB();
        mb.testB();
        ModuleC mc = new ModuleC();
        mc.testC();
    }
}

写一个客户端调用一下外观角色：

public static void main(String[] args)
{
    Facade facade = new Facade();
    facade.test();
}

运行结果很明显：

调用Module中的testA方法
调用Module中的testB方法
调用Module中的testC方法

这样，客户端不需要亲自调用子系统的A、B、C模块了，也不需要知道内部系统的实现细节，甚至不需要知道模块A、模块B、模块C的存在，只需要和Facade类交互就好了，从而更好地实现了客户端和子系统中的三个模块的解耦，让客户端更容易地使用子系统。

另外，定义一个外观类还可以有效地屏蔽内部的细节。因为子系统中有一些方法，是模块之间相互交互用的，并不需要外部调用。如果直接调用子系统的类方法，会出现一些不需要客户端知道的方法，这样既暴露了内部细节，又让客户端模迷惑。外观类就不一样了，可以只给客户端提供那些子系统给外部使用的方法。

 

外观模式在Java中的应用及解读

Tomcat中有很多场景都使用到了外观模式，因为Tomcat中有很多不同的组件，每个组件需要相互通信，但又不能将自己内部数据过多地暴露给其他组件。用外观模式隔离数据是个很好的方法，比如Request上使用外观模式：

比如Servlet，doGet和doPost方法，参数类型是接口HttpServletRequest和接口HttpServletResponse，那么Tomcat中传递过来的真实类型到底是什么呢？

有过对Java Web项目Debug经验的肯定会发现，在真正调用Servlet前，会经过很多Tomcat方法。反编译一下javaee.jar包就会看到，传递给Tomcat的request和response的真正类型是：

看到返回的都是一个Facade类。因为Request类中很多方法都是组件内部之间交互用的，比如setComet、setReuqestedSessionId等方法，这些方法并不对外公开，但又必须设置为public，因为还要和内部组件交互使用。最好的解决方法就是通过使用一个Facade类，屏蔽掉内部组件之间交互的方法，只提供外部程序要使用的方法。

如果不使用Facade，直接传递的是HttpServletRequest和HttpServletResponse，那么熟悉容器内部运作的开发者可以分别把ServletRequest和ServletResponse向下转型为HttpServletRequest和HttpServletResponse，这样就有安全性的问题了。

 

外观模式的优点

外观模式有如下几个优点：

1、松散耦合

外观模式松散了客户端和子系统的耦合关系，让子系统内部的模块能更容易扩展和维护

2、简单易用

客户端不需要了解系统内部的实现，也不需要和众多子系统内部的模块交互，只需要和外观类交互就可以了

3、更好地划分层次

通过合理使用Facade，可以帮助我们更好地划分层次。有些方法是系统对内的，有些方法是对外的，把需要暴露给外部的功能集中到Facade中，这样既方便客户端使用，也很好地隐藏了内部的细节