设计模式学习笔记 - 外观模式

 

一、影院管理问题

 
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：

1.打开爆米花机
2.放下屏幕
3.打开投影仪
4.打开音响
5.打开DVD，选dvd
6.去拿爆米花
7.调暗灯光
8.播放dvd
9.观影结束后，关闭各种设备

 

二、传统方式解决影院管理问题

 

• 类图：
  

• 传统方式解决影院管理问题分析：
  （1）在 Client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。在Client中不利于去维护对子系统的操作。
  （2）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（比如在高层接口中提供四个方法on、play、pause、off），用来访问子系统中的一群接口。也就是说，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一致的接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节。这就是使用了外观模式。
   

三、外观模式介绍

 

1、基本介绍

 
外观模式（Facade Pattern），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，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

外观模式通过定义一个一致的接口，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。

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。

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。

 

2、原理类图

 

说明：

• 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。
• 子系统的集合：指模块或者子系统，处理Facade对象指派的任务，是功能实际提供者。
• 调用者（Client）：外观接口的调用者。
   

四、外观模式解决影院管理问题

 

• 类图：
  

• 实现代码：

package com.etc.design.facade;public class Client {public static void main(String[] args) {// 使用外观类实现过程HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();// 开启所有设备homeTheaterFacade.ready();// DVD播放homeTheaterFacade.play();// DVD暂停homeTheaterFacade.pause();// 关闭所有设备homeTheaterFacade.end();}
}

package com.etc.design.facade;/*** 外观类*/
public class HomeTheaterFacade {//定义各个子系统对象private TheaterLight theaterLight;private Popcorn popcorn;private Stereo stereo;private Projector projector;private Screen screen;private DVDPlayer dVDPlayer;//构造器public HomeTheaterFacade() {super();this.theaterLight = TheaterLight.getInstance();this.popcorn = Popcorn.getInstance();this.stereo = Stereo.getInstance();this.projector = Projector.getInstance();this.screen = Screen.getInstance();this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();}// 操作分成4步public void ready() {System.out.println("-----开启所有设备-----");popcorn.on();popcorn.pop();screen.down();projector.on();stereo.on();dVDPlayer.on();theaterLight.dim();}public void play() {System.out.println("-----播放DVD-----");dVDPlayer.play();}public void pause() {System.out.println("-----暂停DVD-----");dVDPlayer.pause();}public void end() {System.out.println("-----关闭所有设备-----");popcorn.off();theaterLight.bright();screen.up();projector.off();stereo.off();dVDPlayer.off();}
}

package com.etc.design.facade;public class DVDPlayer {// 使用用饿汉单例模式private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();public static DVDPlayer getInstanc() {return instance;}public void on() {System.out.println(" DVD on ");}public void off() {System.out.println(" DVD off ");}public void play() {System.out.println(" DVD play ");}public void pause() {System.out.println(" DVD pause ");}
}

package com.etc.design.facade;public class Popcorn {// 使用用饿汉单例模式private static Popcorn instance = new Popcorn();public static Popcorn getInstance() {return instance;}public void on() {System.out.println(" popcorn on ");}public void off() {System.out.println(" popcorn ff ");}public void pop() {System.out.println(" popcorn is poping  ");}
}

package com.etc.design.facade;public class Projector {// 使用用饿汉单例模式private static Projector instance = new Projector();public static Projector getInstance() {return instance;}public void on() {System.out.println(" Projector on ");}public void off() {System.out.println(" Projector ff ");}public void focus() {System.out.println(" Projector is Projector  ");}
}

package com.etc.design.facade;public class Screen {// 使用用饿汉单例模式private static Screen instance = new Screen();public static Screen getInstance() {return instance;}public void up() {System.out.println(" Screen up ");}public void down() {System.out.println(" Screen down ");}
}

package com.etc.design.facade;public class Stereo {// 使用用饿汉单例模式private static Stereo instance = new Stereo();public static Stereo getInstance() {return instance;}public void on() {System.out.println(" Stereo on ");}public void off() {System.out.println(" Stereo off ");}public void up() {System.out.println(" Stereo up ");}public void down() {System.out.println(" Stereo down ");}
}

package com.etc.design.facade;public class TheaterLight {// 使用用饿汉单例模式private static TheaterLight instance = new TheaterLight();public static TheaterLight getInstance() {return instance;}public void on() {System.out.println(" TheaterLight on ");}public void off() {System.out.println(" TheaterLight off ");}public void dim() {System.out.println(" TheaterLight dim ");}public void bright() {System.out.println(" TheaterLight bright ");}
}

 

五、外观模式在MyBatis框架应用的源码分析

 
MyBatis中的Configuration去创建MetaObject对象使用到外观模式。

• 类图：

• 源码：

package org.apache.ibatis.session;
......
public class Configuration {......protected ReflectorFactory reflectorFactory = new DefaultReflectorFactory();protected ObjectFactory objectFactory = new DefaultObjectFactory();protected ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory = new DefaultObjectWrapperFactory();......public MetaObject newMetaObject(Object object) {return MetaObject.forObject(object, objectFactory, objectWrapperFactory, reflectorFactory);}......
}

package org.apache.ibatis.reflection;
......
public class MetaObject {private Object originalObject;private ObjectWrapper objectWrapper;private ObjectFactory objectFactory;private ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory;private ReflectorFactory reflectorFactory;private MetaObject(Object object, ObjectFactory objectFactory, ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory, ReflectorFactory reflectorFactory) {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);}}......public static MetaObject forObject(Object object, ObjectFactory objectFactory, ObjectWrapperFactory objectWrapperFactory, ReflectorFactory reflectorFactory) {if (object == null) {return SystemMetaObject.NULL_META_OBJECT;} else {return new MetaObject(object, objectFactory, objectWrapperFactory, reflectorFactory);}}......
}

package org.apache.ibatis.reflection.factory;public interface ObjectFactory {......
}

package org.apache.ibatis.reflection.factory;public class DefaultObjectFactory implements ObjectFactory, Serializable {......
}

package org.apache.ibatis.reflection.wrapper;public interface ObjectWrapperFactory {......
}

package org.apache.ibatis.reflection.wrapper;public class DefaultObjectWrapperFactory implements ObjectWrapperFactory {......
}

 

六、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进行解耦，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，可以考虑使用外观模式。
（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。如果子系统模块过于复杂，可以使用外观模式进行分层。如果子系统模块比较简单，可以直接调用模块。要以让系统有层次，利于维护为目的。