中介者设计模式 - 《HowToDoInJava 中文系列教程》

1.何时使用中介者设计模式
2.中介者模式的真实示例
3.中介者设计模式
- 3.1 架构
- 3.2 设计参与者
4.中介者设计模式示例
5.常见问题

原文： https://howtodoinjava.com/design-patterns/behavioral/mediator-pattern/

根据 GoF 定义，中介者模式定义了一个对象，封装了一组对象如何交互。中介者通过防止对象之间显式地相互引用来促进松散耦合，并且它使我们可以独立地更改其交互。

中介者是行为型设计模式，也是 GoF 讨论的其他 23 个模式之一。

1.何时使用中介者设计模式

中介者有助于在对象之间建立松耦合通信，并有助于减少彼此之间的直接引用。这有助于最大程度地减少依赖管理和参与对象之间的通信的复杂性。

中介者以对象不知道其他对象存在的方式帮助促进对象之间的交互。对象仅依赖于单个中介者类，而不耦合到许多其他对象。

在设计问题的解决方案期间，如果遇到多个对象需要相互交互以处理请求，但直接通信可能会创建复杂系统的情况，则可以考虑使用中介者模式。

该模式使您可以将类之间的所有关系提取到单独的类中，从而将对特定组件的任何更改与其余组件隔离。

2.中介者模式的真实示例

现实世界中很好的中介者模式示例是机场的“交通管制室”。如果所有航班都必须进行交互以查找下一个要降落的航班，则会造成很大的混乱。
相反，航班只会将其状态发送给塔楼。这些塔依次发送信号，以确认哪架飞机可以起飞或着陆。我们必须注意，这些塔无法控制整个飞行。它们仅在终端区域实现约束。
中介者模式的另一个很好的例子是聊天应用。在聊天应用中，我们可以有多个参与者。将每个参与者连接到所有其他参与者不是一个好主意，因为连接数量确实很高。最好的解决方案是建立一个所有参与者都可以连接的集线器。该中心只是中介者类。
在 Java 编程中，java.util.concurrent.Executor接口内部的execute()方法遵循此模式。 java.util.Timer类的各种schedule()方法的不同重载版本也可以视为遵循此模式。

3.中介者设计模式

此模式定义了一个单独的（中介）对象，该对象封装了一组对象之间的交互，并且这些对象将其交互委托给中介对象，而不是直接彼此交互。

3.1 架构

中介者设计模式 - 图1

中介者设计模式

图片来源 – Wikipedia

3.2 设计参与者

Mediator – 定义Colleague对象之间的通信接口
ConcreteMediator – 实现Mediator接口并协调Colleague对象之间的通信。 它了解所有同事及其在互通方面的目的。
Colleague – 定义了通过Mediator与其他同事进行交流的接口
ConcreteColleague – 实现Colleague接口并通过其Mediator与其他同事进行通信

4.中介者设计模式示例

在此 Java 中介者模式示例中，我们模拟了聊天应用，用户可以在其中以一对一的方式向其他用户发送消息。必须向所有聊天应用注册所有用户才能发送或接收消息。

中介者接口

public interface IChatRoom 
{
    public void sendMessage(String msg, String userId);
    void addUser(User user);
}

具体中介者

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class ChatRoom implements IChatRoom {
    private Map<String, User> usersMap = new HashMap<>();
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String userId) 
    {
        User u = usersMap.get(userId);
        u.receive(msg);
    }
    @Override
    public void addUser(User user) {
        this.usersMap.put(user.getId(), user);
    }
}

同事类

public abstract class User
{
    private IChatRoom mediator;
    private String id;
    private String name;
    public User(IChatRoom room, String id, String name){
        this.mediator = room;
        this.name = name;
        this.id = id;
    }
    public abstract void send(String msg, String userId);
    public abstract void receive(String msg);
    public IChatRoom getMediator() {
        return mediator;
    }
    public String getId() {
        return id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

具体同事

public class ChatUser extends User {
    public ChatUser(IChatRoom room, String id, String name) {
        super(room, id, name);
    }
    @Override
    public void send(String msg, String userId) {
        System.out.println(this.getName() + " :: Sending Message : " + msg);
        getMediator().sendMessage(msg, userId);
    }
    @Override
    public void receive(String msg) {
        System.out.println(this.getName() + " :: Received Message : " + msg);
    }
}

测试中介者模式。

public class Main 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        IChatRoom chatroom = new ChatRoom();
        User user1 = new ChatUser(chatroom,"1", "Alex");
        User user2 = new ChatUser(chatroom,"2", "Brian");
        User user3 = new ChatUser(chatroom,"3", "Charles");
        User user4 = new ChatUser(chatroom,"4", "David");
        chatroom.addUser(user1);
        chatroom.addUser(user2);
        chatroom.addUser(user3);
        chatroom.addUser(user4);
        user1.send("Hello brian", "2");
        user2.send("Hey buddy", "1");
    }
}

程序输出。

Alex :: Sending Message : Hello brian
Brian :: Received Message : Hello brian
Brian :: Sending Message : Hey buddy
Alex :: Received Message : Hey buddy

5.常见问题

中介者模式的优势
使用中介者模式，我们可以减少系统中对象之间的通信复杂性。它促进了松耦合，并减少了系统中子类的数量。
中介者帮助将“多对多”关系替换为“一对多”关系，因此更易于阅读和理解。而且由于通信的集中控制，维护变得容易。
中介者模式的缺陷
如果您在中介对象中添加太多逻辑，其架构可能会变得复杂。不适当使用中介者模式可能会导致“上帝类”反模式。
中介者模式 VS 外观模式
中介者模式可以看作是复用的外观模式。在中介者中，不是在单个对象的接口上工作，而是在多个对象之间创建多路复用的接口以提供平滑的过渡。

学习愉快！