中介模式的原理和实现

中介模式的英文翻译是 Mediator Design Pattern。在 GoF 中的《设计模式》一书中是这样定义的：

Mediator pattern defines a separate (mediator) object that encapsulates the interaction between a set of objects and the objects delegate their interaction to a mediator object instead of interacting with each other directly.

翻译成中文就是：中介模式定义了一个单独的（中介）对象，来封装一组对象之间的交互。将与这组对象之间的交互委派给与中介对象交互，来避免对象之间的直接交互。

实际上，中介模式的设计思想跟中间层很像，通过引入中介这个中间层，将一组对象之间的交互关系（或者说依赖关系）从多对多（网状关系）转换为一对多（星状关系）。原来一个对象要跟 n 个对象交互，现在只需要跟一个中介对象交互，从而最小化对象之间的交互关系，降低了代码的复杂度，提高了代码的可读性和可维护性。

提到中介模式，有一个比较经典的例子不得不说，那就是航空管制。

为了让飞机在飞行的时候互不干扰，每架飞机都需要知道其他飞机每时每刻的位置，这就需要时刻跟其他飞机通信。飞机通信形成的通信网络就会无比复杂。这个时候，我们通过引入“塔台”这样一个中介，让每架飞机只跟塔台来通信，发送自己的位置给塔台，由塔台来负责每架飞机的航线调度。这样就大大简化了通信网络。

再举一个跟编程相关的例子，这个例子与 UI 控件有关，算是中介模式比较经典的应用。假设我们有一个比较复杂的对话框，对话框中有很多控件，比如按钮、文本框、下拉框等。当我们对某个控件进行操作的时候，其他控件会做出相应的反应，比如，我们在下拉框中选择“注册”，注册相关的控件就会显示在对话框中。如果我们在下拉框中选择“登陆”，登陆相关的控件就会显示在对话框中。

按照通常我们习惯的 UI 界面的开发方式，我们将刚刚的需求用代码实现出来，就是下面这个样子。在这种实现方式中，控件和控件之间互相操作、互相依赖。

public class UIControl {
    public static void main(String[] args) {
        // 省略各种UI控件的创建过程
        Button loginButton = (Button)findViewById("login_btn");
        Button regButton = (Button)findViewById("reg_btn");
        Input usernameInput = (Input)findViewById("username_input");
        Input passwordInput = (Input)findViewById("pswd_input");
        Input repeatedPswdInput = (Input)findViewById("repeated_pswd_input");
        Text hintText = (Text)findViewById("hint_text");
        Selection selection = (Selection)findViewById("selection");
        loginButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                String username = usernameInput.text();
                String password = passwordInput.text();
                // 登录相关的业务处理...
            }
        });
        regButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                String username = usernameInput.text();
                String password = passwordInput.text();
                // 注册相关的业务处理...
            }
        });
    }
}

我们再按照中介模式，将上面的代码重新实现一下。在新的代码实现中，各个控件只跟中介对象交互，中介对象负责所有业务逻辑的处理。

// 中介对象
public interface Mediator {
    void handleEvent(Component component, String event);
}
@Setter
public class LandingPageDialog implements Mediator {
    private Button loginButton;
    private Button regButton;
    private Selection selection;
    private Input usernameInput;
    private Input passwordInput;
    private Input repeatedPswdInput;
    private Text hintText;
    @Override
    public void handleEvent(Component component, String event) {
        if (component.equals(loginButton)) {
            String username = usernameInput.text();
            String password = passwordInput.text();
            // 登录相关的业务处理...
        } else if (component.equals(regButton)) {
            String username = usernameInput.text();
            String password = passwordInput.text();
            // 注册相关的业务处理...
        } else if (component.equals(selection)) {
            // 下拉框相关的业务处理...
        }
    }
}
public class UIControl {
    public static void main(String[] args) {
        // 省略各种UI控件的创建过程
        Button loginButton = (Button)findViewById("login_btn");
        Button regButton = (Button)findViewById("reg_btn");
        Input usernameInput = (Input)findViewById("username_input");
        Input passwordInput = (Input)findViewById("pswd_input");
        Input repeatedPswdInput = (Input)findViewById("repeated_pswd_input");
        Text hintText = (Text)findViewById("hint_text");
        Selection selection = (Selection)findViewById("selection");
        Mediator dialog = new LandingPageDialog();
        dialog.setLoginButton(loginButton);
        dialog.setRegButton(regButton);
        dialog.setUsernameInput(usernameInput);
        dialog.setPasswordInput(passwordInput);
        dialog.setRepeatedPswdInput(repeatedPswdInput);
        dialog.setHintText(hintText);
        dialog.setSelection(selection);
        loginButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                dialog.handleEvent(loginButton, "click");
            }
        });
        regButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                dialog.handleEvent(regButton, "click");
            }
        });
        //....
    }
}

从代码中我们可以看出，原本业务逻辑会分散在各个控件中，现在都集中到了中介类中。实际上，这样做既有好处，也有坏处。好处是简化了控件之间的交互，坏处是中介类有可能会变成大而复杂的“上帝类”（God Class）。所以，在使用中介模式的时候，我们要根据实际的情况，平衡对象之间交互的复杂度和中介类本身的复杂度。

中介模式 VS 观察者模式

前面讲观察者模式的时候，我们讲到，观察者模式有多种实现方式。虽然经典的实现方式没法彻底解耦观察者和被观察者，观察者需要注册到被观察者中，被观察者状态更新需要调用观察者的 update() 方法。但是，在跨进程的实现方式中，我们可以利用消息队列实现彻底解耦，观察者和被观察者都只需要跟消息队列交互，观察者完全不知道被观察者的存在，被观察者也完全不知道观察者的存在。

而中介模式也是为了解耦对象之间的交互，所有的参与者都只与中介进行交互。而观察者模式中的消息队列，就有点类似中介模式中的“中介”，观察者模式的中观察者和被观察者，就有点类似中介模式中的“参与者”。那么中介模式和观察者模式的区别在哪里呢？什么时候选择使用中介模式？什么时候选择使用观察者模式呢？

在观察者模式中，尽管一个参与者既可以是观察者，同时也可以是被观察者，但是，大部分情况下，交互关系往往都是单向的，一个参与者要么是观察者，要么是被观察者，不会兼具两种身份。也就是说，在观察者模式的应用场景中，参与者之间的交互关系比较有条理。

而中介模式正好相反。只有当参与者之间的交互关系错综复杂，维护成本很高的时候，我们才考虑使用中介模式。毕竟，中介模式的应用会带来一定的副作用，比如它有可能会产生大而复杂的上帝类。除此之外，如果一个参与者状态的改变，对其他参与者执行的操作有一定先后顺序的要求时，中介模式就可以利用中介类，通过先后调用不同参与者的方法，来实现顺序的控制，而观察者模式是无法实现这样的顺序要求的。