【设计模式从入门到精通】09-外观模式
外观模式
1、影院管理项目
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
传统方式解决影院管理
ClientTest{
public static void main(String[] args){
// 1、创建相关的对象
// 2、调用创建的各个对象的一系列方法
// 3、调用DVDPlayer对象的play方法
}
}
传统方式解决影院管理问题分析
- 1）在 ClientTest 的 main 方法中，创建各个子系统的对象，并直接去调用子系统（对象）相关方法，会造成调用过程混乱，没有清晰的过程
- 2）不利于在 ClientTest 中去维护对子系统的操作
- 3）解决思路：定义一个高层接口，给子系统中的一组接口提供一个一致的界面（比如在高层接口提供四个方法ready，play，pause，end），用来访问子系统中的一群接口
- 4）也就是说就是通过定义一个一致的接口（界面类），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 ==》外观模式
2、外观模式基本介绍
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，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，这个接口使得这一子系统更加容易使用
原理类图
原理类图的说明（外观模式的角色）
- 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，是功能的实际提供者
3、外观模式解决影院管理
- 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）
- 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
UML 类图
核心代码
【投影仪】
public class Projector {
private static Projector projector = new Projector();
public static Projector getInstance() {
return projector;
}
public void on() {
System.out.println("打开投影仪...");
}
public void off() {
System.out.println("关闭投影仪...");
}
public void focus() {
System.out.println("投影仪聚焦...");
}
public void zoom() {
System.out.println("投影仪放大...");
}
}
【DVD 播放器】
public class DVDPlayer {
private static DVDPlayer player = new DVDPlayer();
public static DVDPlayer getInstance() {
return player;
}
public void on() {
System.out.println("打开DVD播放器...");
}
public void off() {
System.out.println("关闭DVD播放器...");
}
public void play() {
System.out.println("播放DVD播放器...");
}
public void pause() {
System.out.println("暂停DVD播放器...");
}
public void setDvd(String dvd) {
System.out.println("选dvd：" + dvd + "...");
}
}
【荧幕】
public class Screen {
private static Screen screen = new Screen();
public static Screen getInstance() {
return screen;
}
public void up() {
System.out.println("升起荧幕...");
}
public void down() {
System.out.println("拉下荧幕...");
}
}
【立体声】
public class Stereo {
private static Stereo stereo = new Stereo();
public static Stereo getInstance() {
return stereo;
}
public void on() {
System.out.println("打开立体声...");
}
public void off() {
System.out.println("关闭立体声...");
}
public void setVolume(Integer volume) {
System.out.println("立体声音量+" + volume + "...");
}
}
【灯光】
public class TheaterLights {
private static TheaterLights lights = new TheaterLights();
public static TheaterLights getInstance() {
return lights;
}
public void on() {
System.out.println("打开灯光...");
}
public void off() {
System.out.println("关闭灯光...");
}
public void dim() {
System.out.println("调暗灯光...");
}
public void bright() {
System.out.println("调亮灯光...");
}
}
【爆米花机器】
public class Popcorn {
private static Popcorn popcorn = new Popcorn();
public static Popcorn getInstance() {
return popcorn;
}
public void on() {
System.out.println("打开爆米花机器...");
}
public void off() {
System.out.println("关闭爆米花机器...");
}
public void pop() {
System.out.println("取出爆米花...");
}
}
【家庭影院 Facade】
public class HomeTheaterFacade {
private Popcorn popcorn;
private Screen screen;
private Stereo stereo;
private TheaterLights lights;
private Projector projector;
private DVDPlayer player;
public HomeTheaterFacade() {
this.popcorn = Popcorn.getInstance();
this.screen = Screen.getInstance();
this.stereo = Stereo.getInstance();
this.lights = TheaterLights.getInstance();
this.projector = Projector.getInstance();
this.player = DVDPlayer.getInstance();
}
public void ready() {
lights.on(); // 打开灯光
popcorn.on(); // 开爆米花机
screen.down(); // 放下屏幕
projector.on(); // 开投影仪
projector.focus();
projector.zoom();
stereo.on(); // 开音响，设置音量
stereo.setVolume(8);
player.on(); // 开DVD，选dvd
player.setDvd("坦塔尼克号");
popcorn.pop(); // 去拿爆米花，关闭机器
popcorn.off();
lights.dim(); // 调暗灯光
}
public void play() {
player.play();
}
public void pause() {
player.pause();
}
public void end() {
player.off();
projector.off();
stereo.off();
lights.bright();
screen.up();
}
}
【客户端】
public class Client {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
System.out.println("===========家庭影院初始化============");
homeTheaterFacade.ready();
System.out.println("===========家庭影院沉浸式播放============");
homeTheaterFacade.play();
Thread.sleep(1000);
System.out.println("===========家庭影院暂停============");
homeTheaterFacade.pause();
Thread.sleep(1000);
System.out.println("===========家庭影院沉浸式播放============");
homeTheaterFacade.play();
Thread.sleep(1000);
System.out.println("===========家庭影院结束============");
homeTheaterFacade.end();
}
}
4、MyBatis 框架源码分析
MyBatis 中 Configuration 去创建 MetaObject 对象时使用到了外观模式
代码分析
示意图
5、外观模式的注意事项和细节
- 1）外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性
- 2）外观模式对客户端与子系统的耦合关系，让子系统内部的模块更易维护和扩展
- 3）通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次
- 4）当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用 Facade 模式
- 5）在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个 Facade 类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口，让新系统与 Facade 类交互，提高复用性
- 6）不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好。要以让系统有层次，利于维护为目的
