java23种设计模式-中介者模式

中介者模式（Mediator Pattern）学习笔记

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1. 模式定义

行为型设计模式，通过定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。减少对象间的直接耦合，使其可以独立改变交互方式。

2. 适用场景

✅ 对象之间存在复杂的网状引用关系
✅ 需要集中控制多个对象间的交互
✅ 需要限制对象之间的直接通信
✅ 希望复用组件间的交互逻辑
✅ 需要动态改变对象间的交互规则

3. 模式结构

4. 核心角色

角色	说明
Mediator	抽象中介者，定义通信接口
ConcreteMediator	具体中介者，协调各同事对象的行为
Colleague	抽象同事类，持有中介者引用
ConcreteColleague	具体同事类，通过中介者与其他同事通信

5. 代码示例

5.1 聊天室示例

// 抽象中介者
interface ChatMediator {void sendMessage(String msg, User user);void addUser(User user);
}// 具体中介者
class ChatRoom implements ChatMediator {private List<User> users = new ArrayList<>();public void sendMessage(String msg, User user) {for (User u : users) {if (u != user) {  // 不发送给自己u.receive(msg);}}}public void addUser(User user) {users.add(user);}
}// 抽象同事类
abstract class User {protected ChatMediator mediator;protected String name;public User(ChatMediator med, String name) {this.mediator = med;this.name = name;}public abstract void send(String msg);public abstract void receive(String msg);
}// 具体同事类
class ChatUser extends User {public ChatUser(ChatMediator med, String name) {super(med, name);}public void send(String msg) {System.out.println(name + " 发送消息: " + msg);mediator.sendMessage(msg, this);}public void receive(String msg) {System.out.println(name + " 收到消息: " + msg);}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {ChatMediator chatRoom = new ChatRoom();User alice = new ChatUser(chatRoom, "Alice");User bob = new ChatUser(chatRoom, "Bob");User charlie = new ChatUser(chatRoom, "Charlie");chatRoom.addUser(alice);chatRoom.addUser(bob);chatRoom.addUser(charlie);alice.send("大家好！");/* 输出：Alice 发送消息: 大家好！Bob 收到消息: 大家好！Charlie 收到消息: 大家好！ */}
}

6. 模式变种

6.1 事件总线模式

// 基于观察者模式的扩展
class EventBusMediator {private Map<Class<?>, List<Consumer<?>>> handlers = new ConcurrentHashMap<>();public <T> void subscribe(Class<T> eventType, Consumer<T> handler) {handlers.computeIfAbsent(eventType, k -> new ArrayList<>()).add(handler);}public <T> void publish(T event) {List<Consumer<?>> consumers = handlers.get(event.getClass());if (consumers != null) {consumers.forEach(c -> ((Consumer<T>)c).accept(event));}}
}// 使用示例
EventBusMediator bus = new EventBusMediator();
bus.subscribe(String.class, msg -> System.out.println("处理字符串: " + msg));
bus.publish("测试消息");

7. 优缺点分析

✔️ 优点：

• 减少对象间耦合
• 集中控制交互逻辑
• 简化同事类实现
• 符合迪米特法则
• 便于扩展新的同事类

❌ 缺点：

• 中介者可能变得过于复杂（上帝对象）
• 中介者故障会导致系统整体失效
• 可能降低系统运行效率
• 增加系统设计复杂度

8. 相关模式对比

模式	目的	关键区别
观察者模式	对象间通知机制	观察者模式是分布式，中介者是集中式
门面模式	简化子系统接口	门面模式侧重简化接口，中介者协调交互
代理模式	控制对象访问	中介者协调多个对象，代理控制单个对象

9. 实际应用案例

• Java Timer的调度机制（协调多个TimerTask）
• MVC框架的控制器（协调Model和View）
• 航空管制系统（协调飞机通信）
• GUI框架中的对话框组件交互
• 游戏引擎中的碰撞检测系统
• Spring框架的ApplicationContext
• JMS（Java Message Service）的消息路由

10. 最佳实践建议

1. 合理划分职责：避免中介者承担过多责任
2. 分层中介者：复杂系统可建立多级中介者
3. 结合其他模式：
   • 与观察者模式结合实现事件通知
   • 与命令模式结合实现操作队列
4. 使用接口编程：保持中介者和同事类的抽象性
5. 异常处理机制：确保中介者可靠处理异常
6. 性能优化：对高频交互进行批处理或异步处理

11. 扩展应用（订单处理系统）

// 中介者接口
interface OrderMediator {void placeOrder(Order order);void cancelOrder(String orderId);void notifyWarehouse(Order order);void notifyPayment(Order order);
}// 具体中介者
class OrderProcessor implements OrderMediator {private PaymentService payment;private WarehouseService warehouse;private NotificationService notification;public void placeOrder(Order order) {if (payment.process(order)) {warehouse.prepare(order);notification.sendEmail(order.getUser(), "订单已确认");}}// 实现其他方法...
}// 同事类示例
class PaymentService {private OrderMediator mediator;public boolean process(Order order) {// 支付处理逻辑...mediator.notifyWarehouse(order);return true;}
}// 客户端调用
OrderMediator mediator = new OrderProcessor();
Order order = new Order("123", 99.99);
mediator.placeOrder(order);

🎯 设计原则体现：

1. 迪米特法则：减少对象间的直接通信
2. 单一职责原则：交互逻辑集中到中介者
3. 开闭原则：新增同事类无需修改现有代码

通过中介者模式，可以有效地解耦复杂系统中的交互关系，特别适合需要集中管理多方交互的企业级应用场景。该模式在GUI开发、工作流引擎和分布式系统协调中应用广泛，是管理复杂对象关系的经典解决方案。