设计模式——外观模式

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外观模式（Facade Pattern）：隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个可以访问系统的接口。这种类型的设计属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。这种模式涉及到一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统方法的委托调用。现实生活中，常常存在很多复杂的例子，例如：去医院看病，可能要去挂号、门诊、化验、开药、取药，让患者家属觉得很复杂，如果有提供接待人员，只让接待人员来处理，就很方便。或者 Java 的三层开发模式等等。软件设计也是如此，当一个系统的功能越来越强，子系统会越来越多，客户对系统的访问也变得越来越复杂。这是如果系统内部发生改变，客户端也要改变，违背了 “开闭原则” 和 “迪米特法则” 所以有必要为多个子系统提供一个统一的接口，从而降低系统的耦合度，这就是外观模式。

一、 外观模式的优点与缺点

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外观模式是 “迪米特法则” 的典型应用，优点如下：
   1）、降低了子系统与客户端之间的耦合度，使得子系统的变化不会影响调用它的客户类，便于子系统内部维护和扩展。
   2）、对客户屏蔽了子系统组件，减少了客户处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易，降低了复杂性。
   3）、降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台之间的移植过程，因此编译一个子系统不会影响其他子系统，也不会影响外观对象。
   4）、子系统也不会影响外观系统。
   5）、通过合理的使用外观系统，可以更好的帮我们划分访问层次，当系统需要层次设计时，可以考虑外观模式。
   6）、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Facad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
   7）、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。

外观模式的主要缺点如下：
   1）、不能很好地限制客户端使用子类系统。
   2）、增加了新的子类系统可能需要修改外观类。

二、外观模式结构类图

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外观（Facade）模式的结构比较简单，主要是定义了一个高层接口。它包含了对各个子系统的引用，客户端可以通过访问外观类来访问各个子系统的功能。

 外观模式主要包含一下三种角色：
   【1】、外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口。
   【2】、子系统（Sub System）角色：实现系统的部分功能，客户可以通过外观角色访问它。
   【3】、客户（Client）角色：通过一个外观系统访问各个子系统。
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三、代码案例分析

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【1】定义 CPU 、Hard、Memory 三大子系统之一：通过懒汉式定义了实例化方法（genInstance()）

public class Memory {
    private static Memory memory = new Memory();
    public static Memory getInstance() {
        return memory;
    }
    
    public void open() {
        System.out.println("打开内存");
    }
    
    public void down() {
        System.out.println("关闭内存");
    }
}

【2】定义外观类：在构造器中通过调用子类的方法，实例化子类对象。

public class Facade {
    private CPU cpu;
    private Memory memory;
    private Hard hard;
    //构造器 初始化子类实例
    public Facade() {
        super();
        this.cpu = CPU.getInstance();
        this.memory = Memory.getInstance();
        this.hard = Hard.getInstance();
    }
    
    //封装所有打开设备
    public void open() {
        cpu.open();
        hard.open();
        memory.open();
    }
    //封装所有关闭设备
    public void down() {
        cpu.down();
        hard.down();
        memory.down();
    }
}

【3】客户端类：通过调用外观类，实现对子类的调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //外观类
        Facade facade = new Facade();
        //打开电脑
        facade.open();
        //关闭电脑
        facade.down();
    }
}

四、外观模式应用分析

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外观模式在 MyBatis 框架中应用的源码分析：

【1】MyBatis 中的 Configuration 去创建 MetaObject 对象使用到外观模式

public class Configuration {
    ......
  //创建子类实例
  protected ReflectorFactory reflectorFactory = new DefaultReflectorFactory();
  protected ObjectFactory objectFactory = new DefaultObjectFactory();
  protected ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory = new DefaultObjectWrapperFactory();

  //封装复杂的业务逻辑，返回客户端需要的 MetaObject 
  public MetaObject newMetaObject(Object object) {
    this.originalObject = object;
    this.objectFactory = objectFactory;
    this.objectWrapperFactory = objectWrapperFactory;
    this.reflectorFactory = reflectorFactory;

    if (object instanceof ObjectWrapper) {
      this.objectWrapper = (ObjectWrapper) object;
    } else if (objectWrapperFactory.hasWrapperFor(object)) {
      this.objectWrapper = objectWrapperFactory.getWrapperFor(this, object);
    } else if (object instanceof Map) {
      this.objectWrapper = new MapWrapper(this, (Map) object);
    } else if (object instanceof Collection) {
      this.objectWrapper = new CollectionWrapper(this, (Collection) object);
    } else {
      this.objectWrapper = new BeanWrapper(this, object);
    }
  }

【2】上述外观模式应用的类图

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