8.中介者模式 -Mediator
用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使得各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立的改变它们之间的交互。
Colleague:
同事类的定义,通常实现成为抽象类,主要负责约束同事对象的类型,并实现一些具体同事类之间的公共功能,比如:每个具体同事类都应该知道中介者对象,也就是具体同事类都会持有中介者对象,就可以定义到这个类里面。
ConcreteColleague:
具体的同事类,实现自己的业务,在需要与其它同事通讯的时候,就与持有的中介者通信,中介者会负责与其它的同事交互。
如果没有主板 如果电脑里面没有了主板,那么各个配件之间就必须自行相互交互,以互相传送数据,理论上说,基本上各个配件相互之间都存在交互数据的可能
有了主板,各个配件的交互完全通过主板来完成,每个配件都只需要和主板交互,而主板知道如何和所有的配件打交道,那就简单多了
这样一来,不但开发的时候每个类会复杂,因为要兼顾其它的类,更要命的是每个类在发生改动的时候,需要通知所有相关的类一起修改,因为接口或者是功能发生了变动,使用它的地方都得变,太可怕了吧!那该如何来简化这种多个对象之间的交互呢?
案例:
使用电脑来看电影 为了演示,考虑一个稍微具体点的功能。在日常生活中,我们经常使用电脑来看电影,把这个过程描述出来,这里仅仅考虑正常的情况,也就是有主板的情况,简化后假定会有如下的交互过程:
1:首先是光驱要读取光盘上的数据,然后告诉主板,它的状态改变了
2:主板去得到光驱的数据,把这些数据交给CPU进行分析处理
3:CPU处理完后,把数据分成了视频数据和音频数据,通知主板,它处理完了
4:主板去得到CPU处理过后的数据,分别把数据交给显卡和声卡,去显示出视频和发出声音
当然这是一个持续的、不断重复的过程,从而形成不间断的视频和声音,具体的运行过程不在讨论之列,假设就有如上简单的交互关系就可以了。也就是说想看电影,把光盘放入光驱,光驱开始读盘,就可以看电影了
使用模式的解决方案
1:中介者模式的功能
中介者的功能非常简单,就是封装对象之间的交互。如果一个对象的操作会引起其它相关对象的变化,或者是某个操作需要引起其它对象的后续或连带操作,而这个对象又不希望自己来处理这些关系,那么就可以找中介者,把所有的麻烦扔给它,只在需要的时候通知中介者,其它的就让中介者去处理就可以了。
反过来,其它的对象在操作的时候,可能会引起这个对象的变化,也可以这么做。最后对象之间就完全分离了,谁都不直接跟其它对象交互,那么相互的关系,全部被集中到中介者对象里面了,所有的对象就只是跟中介者对象进行通信,相互之间不再有联系。 把所有对象之间的交互都封装在中介者当中,无形中还得到另外一个好处,就是能够集中的控制这些对象的交互关系,这样有什么变化的时候,修改起来就很方便。
2:需要Mediator接口吗
有没有使用Mediator接口的必要,取决于是否会提供多个不同的中介者实现。如果中介者实现只有一个的话,而且预计中也没有需要扩展的要求,那么就可以不定义Mediator接口,让各个同事对象直接使用中介者实现对象;如果中介者实现不只一个,或者预计中有扩展的要求,那么就需要定义Mediator接口,让各个同事对象来面向中介者接口编程,而无需关心具体的中介者实现。
3:同事关系
在中介者模式中,要求这些类都要继承相同的类,也就是说,这些对象从某个角度讲是同一个类型,算是兄弟对象。正是这些兄弟对象之间的交互关系很复杂,才产生了把这些交互关系分离出去,单独做成中介者对象,这样一来,这些兄弟对象就成了中介者对象眼里的同事。
4:同事和中介者的关系
中介者对象和同事对象之间是相互依赖的 。
5:如何实现同事和中介者的通信
一种实现方式是在Mediator接口中定义一个特殊的通知接口,作为一个通用的方法,让各个同事类来调用这个方法 。另外一种实现方式是可以采用观察者模式,把Mediator实现成为观察者,而各个同事类实现成为Subject,这样同事类发生了改变,会通知Mediator。Mediator在接到通知过后,会与相应的同事对象进行交互。
6:中介者模式的调用顺序示意图
标准的中介者模式在实际使用中的困难
1:是否有必要为同事对象定义一个公共的父类?
大家都知道,Java是单继承的,为了使用中介者模式,就让这些同事对象继承一个父类,这是很不好的;再说了,这个父类目前也没有什么特别的公共功能,也就是说继承它也得不到多少好处。 在实际开发中,很多相互交互的对象本身是没有公共父类的,强行加上一个父类,会让这些对象实现起来特别别扭。
2:同事类有必要持有中介者对象吗?
同事类需要知道中介者对象,以便当它们发生改变的时候,能够通知中介者对象,但是否需要作为属性,并通过构造方法传入,这么强的依赖关系呢? 也可以有简单的方式去通知中介对象,比如把中介对象做成单例,直接在同事类的方法里面去调用中介者对象。
3:是否需要中介者接口?
在实际开发中,很常见的情况是不需要中介者接口的,而且中介者对象也不需要创建很多个实例,因为中介者是用来封装和处理同事对象的关系的,它一般是没有状态需要维护的,因此中介者通常可以实现成单例。
4:中介者对象是否需要持有所有的同事?
虽说中介者对象需要知道所有的同事类,这样中介者才能与它们交互。但是是否需要做为属性这么强烈的依赖关系,而且中介者对象在不同的关系维护上,可能会需要不同的同事对象的实例,因此可以在中介者处理的方法里面去创建、或者获取、或者从参数传入需要的同事对象。
5:中介者对象只是提供一个公共的方法,来接受同事对象的通知吗?
从示例就可以看出来,在公共方法里,还是要去区分到底是谁调过来,这还是简单的,还没有去区分到底是什么样的业务触发调用过来的,因为不同的业务,引起的与其它对象的交互是不一样的。 因此在实际开发中,通常会提供具体的业务通知方法,这样就不用再去判断到底是什么对象,具体是什么业务了。
基于上面的考虑,在实际应用开发中,经常会简化中介者模式,来使开发变得简单,比如有如下的简化:
1:通常会去掉同事对象的父类,这样可以让任意的对象,只要需要相互交互,就可以成为同事;
2:还有通常不定义Mediator接口,把具体的中介者对象实现成为单例;
3:另外一点就是同事对象不再持有中介者,而是在需要的时候直接获取中介者对象并调用;中介者也不再持有同事对象,而是在具体处理方法里面去创建、或者获取、或者从参数传入需要的同事对象。 把这样经过简化、变形使用的情况称为广义中介者。
广义中介者示例——部门与人员
1:部门和人员的关系 : 是 多对多的
2:问题的出现想想部门和人员的功能交互,举几个常见的功能:
(1)部门被撤销(2)部门之间进行合并(3)人员离职(4)人员从一个部门调职到另外一个部门
想想要实现这些功能,按照前面的设计,该怎么做呢?
(1)系统运行期间,部门被撤销了,就意味着这个部门不存在了,可是原来这个部门下所有的人员,每个人员的所属部门中都有这个部门呢,那么就需要先通知所有的人员,把这个部门从它们的所属部门中去掉,然后才可以清除这个部门。
(2)部门合并,是合并成一个新的部门呢,还是把一个部门并入到另一个部门?如果是合并成一个新的部门,那么需要把原有的两个部门撤销,然后再新增一个部门;如果是把一个部门合并到另一个部门里面,那就是撤销掉一个部门,然后把这个部门下的人员移动到这个部门。不管是那种情况,都面临着需要通知相应的人员进行更改这样的问题
(3)人员离职了,反过来就需要通知他所属于的部门,从部门的拥有人员的记录中去除掉这个人员。
(4)人员调职,同样需要通知相关的部门,先从原来的部门中去除掉,然后再到新的部门中添加上。
看了上述的描述,感觉如何?
麻烦的根源在什么地方呢?仔细想想,对了,麻烦的根源就在于部门和人员之间的耦合,这样导致操作人员的时候,需要操作所有相关的部门,而操作部门的时候又需要操作所有相关的人员,使得部门和人员搅和在了一起。
3:中介者来解决
找到了根源就好办了,采用中介者模式,引入一个中介者对象来管理部门和人员之间的关系,就能解决这些问题了。 如果采用标准的中介者模式,想想上面提出的那些问题点吧,就知道实现起来会很别扭。因此采用广义的中介者来解决,这样部门和人员就完全解耦了,也就是说部门不知道人员,人员也不知道部门,它们完全分开,它们之间的关系就完全由中介者对象来管理了。
1:松散耦合
适当地使用中介者模式可以避免同事类之间的过度耦合,使得各同事类之间可以相对独立地使用。
2:集中控制交互
使用中介者模式可以将对象的行为和协作进行抽象,能够比较灵活的处理对象间的相互作用。
3:多对多变成一对多
使用中介者模式可以将对象间一对多的关联转变为一对一的关联,使对象间的关系易于理解和维护。
4:过度集中化
思考中介者模式
中介者模式的本质是:封装交互
何时选用中介者模式
1:如果一组对象之间的通信方式比较复杂,导致相互依赖、结构混乱,可以采用中介者模式,把这些对象相互的交互管理起来,各个对象都只需要和中介者交互,从而使得各个对象松散耦合,结构也更清晰易懂
2:如果一个对象引用很多的对象,并直接跟这些对象交互,导致难以复用该对象。可以采用中介者模式,把这个对象跟其它对象的交互封装到中介者对象里面,这个对象就只需要和中介者对象交互就可以了
在面向对象编程中,一个类必然会与其他的类发生依赖关系,完全独立的类是没有意义的。一个类同时依赖多个类的情况也相当普遍,既然存在这样的情况,说明,一对多的依赖关系有它的合理性,适当的使用中介者模式可以使原本凌乱的对象关系清晰,但是如果滥用,则可能会带来反的效果。一般来说,只有对于那种同事类之间是网状结构的关系,才会考虑使用中介者模式。可以将网状结构变为星状结构,使同事类之间的关系变的清晰一些。
中介者模式是一种比较常用的模式,也是一种比较容易被滥用的模式。对于大多数的情况,同事类之间的关系不会复杂到混乱不堪的网状结构,
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