设计模式之门面模式

前言

什么是门面模式

门面模式是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。它定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。这种模式常用于将一个复杂的子系统封装成一个简单的接口，使得客户端可以方便地使用子系统的功能，而不需要了解子系统的具体实现细节。

门面模式的特点

1. 代理模式能够隐藏真实对象的实现细节，使客户端无需知晓真实对象的工作方式和结构。
2. 通过代理类来间接访问真实类，可以在不修改真实类的情况下对其进行扩展、优化或添加安全措施。
3. 代理模式实现起来简单，易于扩展和维护，符合面向对象设计原则中的开闭原则。

门面模式的核心角色

门面模式（Facade Pattern）有三个核心角色：

1. 门面角色（Facade）：这是门面模式的核心，被客户角色调用。它熟悉子系统的功能，内部根据客户角色已有的需求预定了几种功能组合。
2. 子系统角色（Subsystem）：实现了子系统的功能。对于子系统角色来说，门面角色和客户角色都是未知的，它没有任何门面角色信息和链接。
3. 客户角色（Client）：这是使用门面模式的外部请求者，它通过门面角色来访问子系统，以获取所需的功能。

门面模式如何实现

假如用门面模式来模拟实现一下去饭店点菜吃饭应该怎么实现呢？虽然去饭店吃饭这件事挺普通的，但是要想吃到饭，起码是要走这样一个流程：点餐、炒菜、上菜、收/付钱。其实这里的饭店就可以看作是一个门面角色，饭店内不同的角色：如老板、收银员、服务员、厨师等，可以看作是饭店这个门面内的子系统角色，不同的角色职责是不同的，服务员负责帮客人点餐、上菜，厨师炒菜，收银员负责收钱，但是对于客人而言，吃饭是重点，通常不会关注是谁做的、谁端上来的。

那使用门面模式怎么实现呢？UML类图如下：

1、Restaurant：饭店类，有三个List类型的属性，分别用来表示饭店内会有厨师、服务员、收银员等不同角色的人员对象；对应还有三个可以给饭店增加三种不同角色人员的方法；最后一个方法就是饭店对外的主要职能：可以吃饭；

2、Waiter：服务员类，有两个方法：帮客人下单、上菜；

3、Cook：厨师类，有一个方法：炒菜；

4、Cashier：收银员类，有一个方法：收菜；

5、Cilent:客户端类，作为客户端，直接依赖Restaurant类，而不具体去找某个服务员或厨师；

/*** 服务员*/
@Data
@AllArgsConstructor
public class Waiter {private String name;public void placeOrder(){System.out.println(this.name+"->帮客人点菜");}public void serveDishes(){System.out.println(this.name+"->给客人上菜");}
}

/*** 厨师*/
@Data
@AllArgsConstructor
public class Cook {private String name;public void cooking() {System.out.println(this.name + "->炒菜");}
}

/*** 收银员*/
@Data
@AllArgsConstructor
public class Cashier {private String name;public void collectMoney() {System.out.println(this.name + "->收钱");}
}

/*** 饭店*/@Data
public class Restaurant {private String name;private List<Cook> cooks = new ArrayList<>();private List<Waiter> waiters = new ArrayList<>();private List<Cashier> cashiers = new ArrayList<>();public Restaurant(String name) {this.name = name;}public void addCooks(Cook cook) {this.cooks.add(cook);}public void addWaiter(Waiter waiter) {this.waiters.add(waiter);}public void addCashier(Cashier cashier) {this.cashiers.add(cashier);}private int ranomInt(Integer maxInt){Random random = new Random();return random.nextInt(maxInt);}public void eat(){this.waiters.get(this.ranomInt(this.waiters.size())).placeOrder();//点菜this.cooks.get(this.ranomInt(this.cooks.size())).cooking();//炒菜this.waiters.get(this.ranomInt(this.waiters.size())).serveDishes();//上菜System.out.println("客人->吃饭");this.cashiers.get(this.ranomInt(this.cashiers.size())).collectMoney();//收钱}
}

public class Client {public static void main(String[] args) {Restaurant restaurant = new Restaurant("和平饭店");Cook cook1 = new Cook("张厨师");Cook cook2 = new Cook("李厨师");restaurant.addCooks(cook1);restaurant.addCooks(cook2);Waiter waiter1 = new Waiter("王小红");Waiter waiter2 = new Waiter("张小月");restaurant.addWaiter(waiter1);restaurant.addWaiter(waiter2);Cashier cashier1 = new Cashier("老板");Cashier cashier2 = new Cashier("老板娘");restaurant.addCashier(cashier1);restaurant.addCashier(cashier2);restaurant.eat();}
}

门面模式的适用场景

门面模式适用于以下场景：

1. 为一个复杂的子系统提供一个简单的接口，使得客户端可以方便地使用子系统的功能。
2. 需要对一个子系统进行封装，并隐藏子系统的内部实现细节，只提供一个精简的接口供客户端使用，这样可以降低客户端与子系统的耦合度。
3. 需要提高子系统的独立性，使得客户端不直接与子系统交互，而是通过门面角色来进行交互。
4. 需要隔离客户端与子系统的直接交互，预防低水平人员带来的风险扩散。

总结

优点：

1. 减少系统的相互依赖：门面模式可以让客户端只需要依赖门面对象，而与子系统无关。这样可以降低系统耦合度。
2. 提高灵活性：通过门面角色，客户端不再直接与子系统交互，而是通过门面角色提供的精简接口来实现交互。这样，子系统的内部实现细节可以被隐藏起来，子系统如何变化对客户端来说是透明的，提高了系统的灵活性。
3. 提高安全性：外部只能通过门面访问子系统的功能，门面没有开放的就不能访问，提高了子系统的安全性。

缺点：

1. 不符合开闭原则。系统投产后，一旦发现错误，只能修改门面角色的代码，风险比较大。
2. 系统的复杂性和理解难度有一定增加；

总的来说，门面模式可以简化复杂子系统的使用、隐藏实现细节、提高子系统独立性和隔离客户端与子系统的直接交互，但也存在一些缺点需要注意。在具体使用时，需要根据具体情况进行权衡，并考虑是否适合使用该模式。