24种设计模式--中介者模式【Mediator Pattern】

　　各位好，大家都是来自五湖四海，都要生存，于是都找了个靠山——公司，给你发薪水的地方，那公司就要想尽办法盈利赚钱，盈利方法则不尽相同，但是作为公司都有相同三个环节：采购、销售和库存，这个怎么说呢？比如一个软件公司，要开发软件，需要开发环境吧， Windows 操作系统，数据库产品等，这你得买吧，那就是采购，开发完毕一个产品还要把产品推销出去，推销出去了大家才有钱赚，不推销出去大家都去喝西北风呀，既然有产品就必然有库存，软件产品也有库存，你总要拷贝吧，虽然是不需要占用库房空间，那也是要占用光盘或硬盘，这也是库存，再比如做咨询服务的公司，它要采购什么？采购知识，采购经验，这是这类企业的生存之本，销售的也是知识和经验，库存同样是知识和经验。尽然进销存是这么的重要，我们今天就来讲讲它的原理和设计，我相信很多人都已经开发过这种类型的软件，基本上都形成了固定套路，不管是单机版还是网络版，一般的做法都是通过数据库来完成相关产品的管理，相对来说还是比较简单的项目，三个模块之间的示意图如下：

　　

　　我们从这个示意图上可以看出，三个模块是相互依赖的，基本上是你中有我，我中有你，为什么呢？我们就以一个终端销售商（什么是终端销售商？就是以服务最终客户为目标的企业，比如 XX 超市，国美电器等等）为例子，比如采购部门要采购 IBM 型号的电脑了，它是根据什么来决定采购的呢？根据两个要素：

　　销售情况。销售部门要反馈销售情况，畅销就多采购，滞销就不采购；

　　库存情况。即使是畅销产品，库存都有 1000 台了，每天才卖出去 10 台，还要采购吗？！

　　销售模块是企业的盈利核心，也是对其他两个模块有影响的：

　　库存情况。库房有货，才能销售，没货空手套白狼是不行的；

　　督促采购。在特殊情况下，比如一个企业客户一下子要卖 100 台电脑，你库存里只有 80 台，怎么办？催采购部门赶快采购呀！

　　同样的，库存管理也对其他两个模块有影响，库房是有容积限制的，不可能无限大，所以就有了清仓处理，那就要求采购部门别采购了，同时销售部门赶快打折销售。

　　从以上分析来看，这三个模块都是有自己的行为，并且与其他模块之间的行为产生关联关系，就类似我们在办公室中的同事，大家各干各的活，但是彼此之间还是有交叉的，于是乎大家之间就产生紧密耦合，也就是一个团队。我们先来实现这个进销存，先看类图：

　　

　　Purchase 负责采购管理，buyIBMComputer 是指定了采购 IBM 电脑，refuseBuyIBM 是不再采购 IBM 了 ，源代码如下：

package com.pattern.mediator;

public class Purchase {
    
    // 采购IBM型号的电脑
    public void buyIBMcomputer(int number){
        // 访问库存
        Stock stock = new Stock();
        // 访问销售
        Sale sale = new Sale();
        
        // 电脑的销售情况
        int saleStatus = sale.getSaleStatus();
        
        if(saleStatus > 80){    //销售情况良好
            System.out.println("采购IBM电脑：" + number + "台");
            stock.increase(number);
        }else {    //销售情况不好
            int buyNumber = number / 2;    //折半采购
            System.out.println("采购IBM电脑：" + buyNumber + "台");
        }
    }
    
    // 不再采购IBM电脑
    public void refuseBuyIBM(){
        System.out.println("不再采购IBM电脑");
    }
    
}

　　Purchase 定义了采购电脑的一个标准，如果销售情况比较好，大于 80 台，你让我采购多少我就采购多少；销售情况不好，你让我采购 100 台，我就采购 50 台，对折采购。电脑采购完毕了，肯定要放到库房中，因此要调用库存的方法，增加库存电脑数量。我们继续来看库房 Stock 类：

package com.pattern.mediator;

public class Stock {
    // 刚开始有100台电脑
    private static int COMPUTER_NUMBER = 100;
    
    // 库存增加
    public void increase(int number){
        COMPUTER_NUMBER = COMPUTER_NUMBER + number;
        System.out.println("库存数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
    }
    
    // 库存降低
    public void decrease(int number){
        COMPUTER_NUMBER = COMPUTER_NUMBER - number;
        System.out.println("库存数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
    }
    
    // 获得库存数量
    public int getStockNumber(){
        return COMPUTER_NUMBER;
    }
    
    // 存货压力太大了，就要通知采购人员不要采购，销售人员要尽快销售
    public void clearStock(){
        Purchase purchase = new Purchase();
        Sale sale = new Sale();
        System.out.println("清理存货数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
        // 要求折价销售
        sale.offSale();
        // 要求采购人员不要采购
        purchase.refuseBuyIBM();
    }
}

　　库房中的货物数量肯定有增加和减少了，同时库房还有一个容量显示，达到一定的容量后就要求对一些商品进行折价处理，腾出更多的空间容纳新产品，于是就有了 clearStock 方法，既然是清仓处理肯定就要折价销售了，于是在 Sale 这个类中就有了 offSale 方法，我们来看 Sale 源代码：

package com.pattern.mediator;

import java.util.Random;

public class Sale {
    
    // 销售IBM型号的电脑
    public void sellIBMComputer(int number){
        // 访问库存
        Stock stock = new Stock();
        // 访问采购
        Purchase purchase = new Purchase();
        
        if(stock.getStockNumber() < number){    //库存数量不够销售
            purchase.buyIBMcomputer(number);
        }
        System.out.println("销售IBM电脑" + number + "台");
        stock.decrease(number);
    }
    
    // 反馈销售情况，0 —— 100之间的变化，0代表根本没人买，100代表非常畅销，出一个卖一个
    public int getSaleStatus(){
        Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
        int saleStatus = rand.nextInt(100);
        System.out.println("IBM电脑的销售情况为：" + saleStatus);
        return saleStatus;
    }
    
    // 折价处理
    public void offSale(){
        // 库房有多少卖多少
        Stock stock = new Stock();
        System.out.println("折价销售IBM电脑" + stock.getStockNumber());
    }
    
}

　　Sale 类中的 getSaleStatus 是获得销售情况，这个当然要出现在 Sale 类中了，记住恰当的行为放到恰当的类中，销售情况当然只有销售人员才能反馈出来了，通过百分制的机制衡量销售情况。我们再来看场景类是怎么运行的：

package com.pattern.mediator;

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 采购人员采购电脑
        System.out.println("-----采购人员采购电脑-----");
        Purchase purchase = new Purchase();
        purchase.buyIBMcomputer(100);
        
        // 销售人员销售电脑
        System.out.println("\n-----销售人员销售电脑-----");
        Sale sale = new Sale();
        sale.sellIBMComputer(1);
        
        // 库房管理人员管理库存
        System.out.println("\n-----库房管理人员清库处理-----");
        Stock stock = new Stock();
        stock.clearStock();
    }
    
}

　　我们在场景类中模拟了三种人员类型的活动：采购人员采购电脑，销售人员销售电脑，库管员管理库存。

　　运行结果也是我们期望的，三个不同类型的参与者完成了各自的活动。但是…但是…，你难道就没有发现这三个类间是彼此关联的吗？每个类都与其他两个类产生了关联关系，迪米特法则教育我们“每个类只和朋友类交流”，这个朋友类可不是越多越好，越多耦合性越大，改一个对象而要修改一片对象，这可不是面向对象设计所期望的，而且这还是就三个模块的情况，比较简单的一个小项目，如果有十个八个这样的模块是不是就要歇菜了，我们把进销存扩充一下，如下图的情况：

　　是不是看到一个蜘蛛网的结构，这个别说是编写程序了，就是给人看估计能让一大批的人昏倒！每个对象都要和其他的几个对象交流，对象越多，每个对象要交流的成本也就越多了，就单独维护这些对象的交流基本上就能让一大批程序员望而却步，这明摆着不是人干的活嘛！从这方面来，我们已经发现设计的缺陷，作为一个架构师，发现缺陷就要想办法来修改，我们思考一下，怎么来修改。

　　大家都是学计算机的，应该在上学的时候讲过一些网络的基本知识，还记得网络拓扑有几种类型吗？总线型，环型，星型，等等,我们来想想星型拓扑是什么什么样子的，如下图：

　　星型网络拓扑中每个计算机通过交换机和其他计算机进行数据交换，各个计算机之间并没有直接出现交互的情况，结构简单，而且稳定，只要中间那个交换机不瘫痪，整个网络就不会发生大的故障，公司和网吧一般都采用星型网络，那也说明星型拓扑是深得民心，那我们来想想是不是可以把这种星型结构引入到我们的设计中呢？说干就干，我们先画一个示意图：

　　加入了一个中介者作为三个模块的交流核心，每个模块之间不再相互交流，要交流就通过中介者进行，每个模块只负责自己的业务逻辑，不属于自己的则丢给中介者来处理，看类图：

　　建立了两个抽象类 AbstractMediator 和 AbstractColeague，每个对象只是与中介者 Mediator 之间产生依赖，与其他对象之间没有直接的关系，AbstractMediator 的作用是把中介者的抽象定义，定义了一个抽象方法 execute，我们来看源代码：

package com.pattern.mediator.advance;

public abstract class AbstractMediator {
    protected Purchase purchase;
    protected Sale sale;
    protected Stock stock;
    
    // 构造函数
    public AbstractMediator(){
        this.purchase = new Purchase(this);
        this.sale = new Sale(this);
        this.stock = new Stock(this);
    }
    
    // 中介者最重要的方法，叫做事件方法，处理多个对象之间的关系
    public abstract void execute(String str, Object... objects);
    
}

　　我们再来看具体的中介者，中介者可以根据业务的要求产生多个中介者（一般情况只有一个中介者），划分各个终结者的职责。我们来看 Mediator 源码：中介者 Mediator 又定义了多个 Private 方法，其目标是处理各个对象之间的依赖关系，即是说把原有一个对象要依赖多个对象的情况移到中介者的Private 方法中实现，在实际项目中，一般的做法是中介者按照职责进行划分，每个中介者处理一个或多个类似的关联请求。

　　我们再来看 AbstractColleague 源码：

package com.pattern.mediator.advance;

public abstract class AbstractColleague {
    protected AbstractMediator mediator;
    
    public AbstractColleague(AbstractMediator _mediator){
        this.mediator = _mediator;
    }
}

　　采购类 Purchase 的源码如下：

package com.pattern.mediator.advance;

public class Purchase extends AbstractColleague {

    public Purchase(AbstractMediator _mediator) {
        super(_mediator);
    }
    
    // 采购IBM型号的电脑
    public void buyIBMComputer(int number){
        super.mediator.execute("purchase.buy", number);
    }
    
    // 不在采购IBM电脑
    public void refuseBuyIBM(){
        System.out.println("不在采购IBM电脑");
    }
}

　　Purchase 类是不是简化了很多，看着也清晰了很多，处理自己的职责，与外界有关系的事件处理则交给了中介者来完成。再来看 Stock 类：

package com.pattern.mediator.advance;

public class Stock extends AbstractColleague {

    public Stock(AbstractMediator _mediator) {
        super(_mediator);
    }
    
    // 刚开始有100台电脑
    private static int COMPUTER_NUMBER = 100;
    
    // 库存增加
    public void increase(int number){
        COMPUTER_NUMBER = COMPUTER_NUMBER + number;
        System.out.println("库存数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
    }
    
    // 库存降低
    public void decrease(int number){
        COMPUTER_NUMBER = COMPUTER_NUMBER - number;
        System.out.println("库存数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
    }
    
    // 获得库存数量
    public int getStockNumber(){
        return COMPUTER_NUMBER;
    }
    
    // 存货压力太大了，就要通知采购人员不要采购，销售人员要尽快销售
    public void clearStock(){
        System.out.println("清理存货数量为：" + COMPUTER_NUMBER);
        super.mediator.execute("stock.clear");
    }
}

　　以下为 Sale 类的源码：

package com.pattern.mediator.advance;

import java.util.Random;

public class Sale extends AbstractColleague {

    public Sale(AbstractMediator _mediator) {
        super(_mediator);
    }

    // 销售IBM型号的电脑
    public void sellIBMComputer(int number){
        super.mediator.execute("sale.sell", number);
        System.out.println("销售IBM电脑：" + number + "台");
    }
    
    // 反馈销售情况，0 —— 100之间变化，0代表根本没人买，100代表非常畅销，出一个卖一个
    public int getSaleStatus(){
        Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
        int saleStatus = rand.nextInt(100);
        System.out.println("IBM电脑的销售情况为：" + saleStatus);
        return saleStatus;
    }
    
    // 折价处理
    public void offSale(){
        super.mediator.execute("sale.offsell");
    }
}

　　再来看场景类的变化：

package com.pattern.mediator.advance;

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        AbstractMediator mediator = new Mediator();
        // 采购人员采购电脑
        System.out.println("-----采购人员采购电脑-----");
        Purchase purchase = new Purchase(mediator);
        purchase.buyIBMComputer(100);
        
        // 销售人员销售电脑
        System.out.println("\n-----销售人员销售电脑-----");
        Sale sale = new Sale(mediator);
        sale.sellIBMComputer(1);
        
        // 库房管理人员管理库存
        System.out.println("\n-----库房管理人员清库处理-----");
        Stock stock = new Stock(mediator);
        stock.clearStock();
    }
    
}

　　在场景类中增加了一个中介者，然后分别传递到三个同事类中，三个类都具有相同的特性：只负责处理自己的活动（行为），与自己无关的活动就丢给中介者处理，程序运行的结果是相同的。从项目设计上来看，加入了中介者，设计结构清晰了很多，而且类间的耦合性大大减少，代码质量也有了很大的提升。

　　以上讲解的模式就是中介者模式，在多个对象依赖的情况喜爱，通过加入中介者角色，取消了多个对象的关联或依关系，减少了对象的耦合性，其通用类图为：

　　从类图中看，中介者模式有以下几部分组成：

　　抽象中介者（Mediator）角色：抽象中介者角色定义统一的接口用于各同事角色之间的通信。

　　具体中介者（Concrete Mediator）角色：具体中介者角色通过协调各同事角色实现协作行为，因此它必须依赖于各个同事角色。

　　同事（Colleague）角色：每一个同事角色都知道中介者角色，而且与其他的同事角色通信的时候，一定要通过中介者角色协作。每个同事类的行为分为两种：一种是同事本身的行为，比如改变对象本身的状态，处理自己的行为等等，这种方法叫做自发行为(Self-Method)，与其他的同事类或中介者没有任何的依赖；第二种是是必须依赖中介者才能完成的行为，叫做依赖方法（Dep-Method）。

　　在前几张的讲解中，每个模式的类都已经给出，但是却没有给出通用的源代码，感觉这种方式不是很好，因此从本章开始，都加入通用源代码。中介者的通用源码结构如下所示，先看中介者 Mediator 类：

package com.pattern.mediator.advance2;

public abstract class Mediator {
    // 定义同事类
    protected ConcreteColleague1 c1;
    protected ConcreteColleague2 c2;

    // 通过getter/setter方法把同事类注入进来
    public ConcreteColleague1 getC1() {
        return c1;
    }

    public void setC1(ConcreteColleague1 c1) {
        this.c1 = c1;
    }

    public ConcreteColleague2 getC2() {
        return c2;
    }

    public void setC2(ConcreteColleague2 c2) {
        this.c2 = c2;
    }
    
    // 中介者模式的业务逻辑
    public abstract void doSomething1();
    public abstract void doSomething2();

}

　　在 Mediator 抽象类中我们只定义了同事类的注入，为什么使用同事实现类注入而不使用抽象类注入呢？那是因为同事类虽然有抽象，但是这个抽象也太抽象了，根本就没有每个同事类所必须要完成的业务方法，当然如果每个同事类都有相同的方法，比如 execute,handler 等，那当然注入抽象类，做到依赖倒转。

　　具体的中介者一般只有一个，其源码如下：

package com.pattern.mediator.advance2;

public class ConcreteMediator extends Mediator {

    @Override
    public void doSomething1() {
        // 调用同事类的方法，只要是public方法都可以调用
        super.c1.selfMethod1();
        super.c2.selfMethod2();
    }

    @Override
    public void doSomething2() {
        super.c1.selfMethod1();
        super.c2.selfMethod2();
    }
    
}

　　中介者所具有的方法 doSomething1 和 doSomething2 都是比较复杂的业务逻辑，都是为同事类服务的，其实现是依赖了各个同事类来完成。

　　同事类的基类如下：

package com.pattern.mediator.advance2;

public abstract class Colleague {
    protected Mediator mediator;
    
    public Colleague(Mediator _mediator){
        this.mediator = _mediator;
    }
}

　　这个基类也是非常简单的，一般来说中介者模式中的抽象都是比较简单，是为了建立这个中介而服务的，同事实现类的源码如下：

package com.pattern.mediator.advance2;

public class ConcreteColleague1 extends Colleague {
    
    // 通过构造函数传递中介者
    public ConcreteColleague1(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    
    // 自有方法 self-method
    public void selfMethod1(){
        // 处理自己的业务逻辑
    }
    
    // 依赖方法 dep-method
    public void depMethod1(){
        // 处理自己的业务逻辑
        // 自己不能处理的业务逻辑，委托给中介者处理
        super.mediator.doSomething1();
    }
}

package com.pattern.mediator.advance2;

public class ConcreteColleague2 extends Colleague {
    
    // 通过构造函数传递中介者
    public ConcreteColleague2(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    
    // 自有方法 self-method
    public void selfMethod2(){
        // 处理自己的业务逻辑
    }
    
    // 依赖方法 dep-method
    public void depMethod2(){
        // 处理自己的业务逻辑
        // 自己不能处理的业务逻辑，委托给中介者
        super.mediator.doSomething2();
    }
    
}

　　为什么同事类要使用构造函数注入中介者而中介者使用 getter/setter 方式注入同事类呢？想过没有？那是因为同事类必须有中介者，而中介者可以只有部分同事类。

　　中介者模式的优点就是减少类间的依赖，把原有的一对多的依赖变成了一对一的依赖，同事类只依赖中介者，减少了依赖，当然也同时减低了类间的耦合。它的缺点呢就是中介者会膨胀的很大，而且逻辑会很复杂，因为所有的原本 N 个对象直接的相互依赖关系转换为中介者和同事类的依赖关系，同事类越多，中介者的逻辑就复杂。

　　中介者模式简单，但是简单不代表容易使用，这是 23 个模式中最容被误用的模式。我们知道在面向对象的编程中，对象和对象之间必然会有依赖关系，如果你写了一个类，这个类和其他类没有任何的依赖关系，其他类也不依赖这个类，那这个类就是一个“孤岛”嘛，在项目中就没有必要存在！这就像是人类，如果一个人永远独立生活，与任何人都没有关系，那这个人基本上就算是野人了——排除在人类这个定义之外。类之间的依赖关系是必然存在的，一个类依赖多个类的情况也是存在的，存在即合理，那是否可以说只要有多个依赖关系就考虑使用中介者模式呢？答案是否定的，中介者模式未必就能帮你把原本凌乱的逻辑整理的清清楚楚，而且中介者模式也是有缺点的，这个缺点在不当的使用时会被放大，比如原本就简单的几个对象依赖关系，如果为了使用模式而加入了中介者，必然导致中介者的逻辑复杂化，因此中介者模式的使用需要“量力而行”，那在什么环境下才使用中介者模式呢？中介者模式适用于多个对象之间紧密耦合，耦合的标准可以这样来衡量：在类图中出现了蜘蛛网状结构，在这种情况下一定要考虑使用中介者模式，有利于把蜘蛛网梳理为一个星型结构，使原本复杂混乱关系变得清晰简单。

　　中介者模式也叫做调停者模式，是什么意思呢？一个对象要和 N 多个对象交流，是不是就像对象间的战争，很混乱，你中有我，我中有你，那怎么才能调停这种矛盾呢？加入一个中心，所有的类都和中心交流，中心说怎么处理就这么处理，我们举一些在开发和生活中经常会碰到例子，再举四个例子如下：

　　机场调度中心。大家在每个机场都会看到有一个叫做“XX 机场调度中心”，这个是做什么用的呢？就是具体的中介者，调度每一架要降落和起飞的飞机，一架分机（同事类）飞到机场上空了，就询问（同事类方法）调度中心（中介者）“我是否可以降落”，“降落到那个跑道”，然后调度中心（中介者）查看其他飞机（同事类）情况，通知飞机降落，我们来设想一下，如果没有机场调度中心会是什么样子的：飞机到机场了，自己要先看看有没有飞机和自己一起降落的，有没有空跑道，停机位是否具备等等情况，这不是要了飞行员老命才怪！

　　MVC 框架。大家都应该使用过 Struts 吧，MVC 框架，其中的 C（Controller）就是一个中介者，叫做前端控制器(Front Controller)，它的作用就是把 M(Model，业务逻辑)和 V（View，视图）隔离开，协调 M和 V 协同工作，把 M 运行的结果和 V 代表的视图融合成一个前端可以展示的页面，减少 M 和V 的依赖关系。MVC 框架已经成为一个非常流行、成熟的开发框架，这也是中介者模式优秀的一个体现。

　　C/S 结构。C/S 结构的应用也是一个典型的中介者模式，比如 MSN,张三发一个消息给李四，其过程应该是这样的：张三发送消息，MSN 服务器(中介者)接受到消息，查找李四，把消息发送到李四，同时通知张三，消息已经发送，在这里 MSN 服务器就是一个中转站，负责协调两个客户端的信息交流，与此相反的就是 IPMSG（也叫飞鸽）没有使用中介者，直接使用了 UDP 广播的方式，每个客户端既是客户端也是服务端。

　　中介服务。现在中介服务非常多，比如租房中介，出国中介，这些也都是中介模式的具体体现，比如你去租房子，如果没有房屋中介，你就必须一个一个小区的找，看看有没有空房子，有没有适合自己的房子，找到房子后还要和房东签合约，自己检查房屋的家具、水电煤等，有了中介后，你就省心多了，找中介，然后安排看房子，看中了，签合约，中介帮你检查房屋家具、水电煤等等。这也是中介模式的实际应用。

　　不知道大家有没有发觉，这章讲的中介者模式很少用到接口或者抽象类，这与依赖倒转原则是冲突的，确实是，这是什么原因呢？首先说同事类，既然是同事类而不是兄弟类（有相同的血缘）那也说明这些类之间是协作关系，完成不同的任务，处理不同的业务，所以不能在抽象类或接口中严格定义同事类必须具有的方法（从这点也可以看出继承是侵入性的），这是不合适的，就像你我是同事，虽然我们大家都是朝九晚五的上班，但是你跟我干的活肯定不同，不可能抽象出一个父类统一定义同事所必须有的方法，当然也有办法定义，每个同事都要吃饭，都要上厕所，那把这些最基本的信息封装到抽象中是可以的，但问题是这些最基本行为或属性是中介者模式要关心的嘛？如果两个对象不能提炼出共性，那就不要刻意的去追求两者的抽象，抽象只要定义出模式需要的角色即可。其次是中介者的原因，在一个项目中中介者模式可能被多个模块采用，每个中介者所围绕的同事类各不相同，你能抽象出一个具有共性的中介者吗？不可能，一个中介者抽象类一般只有一个实现者，除非中介者逻辑非常大，代码量非常高，这时才会出现多个中介者的情况，所有，对中介者来说，抽象已经没有太多的必要。

　　中介者模式是一个非常好的封装模式，也是一个很容易被滥用的模式，一个对象依赖几个对象是再正常不过的事情，但是纯理论家就会要求使用中介者模式来封装这种依赖关系，这是非常危险的信号，使用中介模式就必然会带来中介者的膨胀问题，这在一个项目中是很不恰当的，那到底在什么情况下使用中介者模式呢？大家可以在如下的情况下尝试使用中介者模式：

　　1、 N 个对象之间产生了相互的依赖关系，其中 N 大于 2，注意是相互的依赖；

　　2、 多个对象有依赖关系，但是依赖的行为尚不确定或者有发生改变的可能，在这种情况下一般建议采用中介者模式，降低变更引起的风险扩散；

　　3、 产品开发。其中一个明显的例子就是 MVC 框架，把这个应用到产品中，可以提升产品的性能和扩展性，但是作为项目开发就未必，项目是以交付；