52 | 门面模式：如何设计合理的接口粒度以兼顾接口的易用性和通用性？

52 | 门面模式：如何设计合理的接口粒度以兼顾接口的易用性和通用性？

王争 2020-03-02

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讲述：冯永吉大小：8.40M时长：09:09

前面我们已经学习了代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式，这 4 种结构型设计模式。今天，我们再来学习一种新的结构型模式：门面模式。门面模式原理和实现都特别简单，应用场景也比较明确，主要在接口设计方面使用。

如果你平时的工作涉及接口开发，不知道你有没有遇到关于接口粒度的问题呢？

为了保证接口的可复用性（或者叫通用性），我们需要将接口尽量设计得细粒度一点，职责单一一点。但是，如果接口的粒度过小，在接口的使用者开发一个业务功能时，就会导致需要调用 n 多细粒度的接口才能完成。调用者肯定会抱怨接口不好用。

相反，如果接口粒度设计得太大，一个接口返回 n 多数据，要做 n 多事情，就会导致接口不够通用、可复用性不好。接口不可复用，那针对不同的调用者的业务需求，我们就需要开发不同的接口来满足，这就会导致系统的接口无限膨胀。

那如何来解决接口的可复用性（通用性）和易用性之间的矛盾呢？通过今天对于门面模式的学习，我想你心中会有答案。话不多说，让我们正式开始今天的学习吧！

门面模式的原理与实现

门面模式，也叫外观模式，英文全称是 Facade Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》一书中，门面模式是这样定义的：

Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem. Facade Pattern defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.

翻译成中文就是：门面模式为子系统提供一组统一的接口，定义一组高层接口让子系统更易用。

这个定义很简洁，我再进一步解释一下。

假设有一个系统 A，提供了 a、b、c、d 四个接口。系统 B 完成某个业务功能，需要调用 A 系统的 a、b、d 接口。利用门面模式，我们提供一个包裹 a、b、d 接口调用的门面接口 x，给系统 B 直接使用。

不知道你会不会有这样的疑问，让系统 B 直接调用 a、b、d 感觉没有太大问题呀，为什么还要提供一个包裹 a、b、d 的接口 x 呢？关于这个问题，我通过一个具体的例子来解释一下。

假设我们刚刚提到的系统 A 是一个后端服务器，系统 B 是 App 客户端。App 客户端通过后端服务器提供的接口来获取数据。我们知道，App 和服务器之间是通过移动网络通信的，网络通信耗时比较多，为了提高 App 的响应速度，我们要尽量减少 App 与服务器之间的网络通信次数。

假设，完成某个业务功能（比如显示某个页面信息）需要“依次”调用 a、b、d 三个接口，因自身业务的特点，不支持并发调用这三个接口。

如果我们现在发现 App 客户端的响应速度比较慢，排查之后发现，是因为过多的接口调用过多的网络通信。针对这种情况，我们就可以利用门面模式，让后端服务器提供一个包裹 a、b、d 三个接口调用的接口 x。App 客户端调用一次接口 x，来获取到所有想要的数据，将网络通信的次数从 3 次减少到 1 次，也就提高了 App 的响应速度。

这里举的例子只是应用门面模式的其中一个意图，也就是解决性能问题。实际上，不同的应用场景下，使用门面模式的意图也不同。接下来，我们就来看一下门面模式的各种应用场景。

门面模式的应用场景举例

在 GoF 给出的定义中提到，“门面模式让子系统更加易用”，实际上，它除了解决易用性问题之外，还能解决其他很多方面的问题。关于这一点，我总结罗列了 3 个常用的应用场景，你可以参考一下，举一反三地借鉴到自己的项目中。

除此之外，我还要强调一下，门面模式定义中的“子系统（subsystem）”也可以有多种理解方式。它既可以是一个完整的系统，也可以是更细粒度的类或者模块。关于这一点，在下面的讲解中也会有体现。

1. 解决易用性问题

门面模式可以用来封装系统的底层实现，隐藏系统的复杂性，提供一组更加简单易用、更高层的接口。比如，Linux 系统调用函数就可以看作一种“门面”。它是 Linux 操作系统暴露给开发者的一组“特殊”的编程接口，它封装了底层更基础的 Linux 内核调用。再比如，Linux 的 Shell 命令，实际上也可以看作一种门面模式的应用。它继续封装系统调用，提供更加友好、简单的命令，让我们可以直接通过执行命令来跟操作系统交互。

我们前面也多次讲过，设计原则、思想、模式很多都是相通的，是同一个道理不同角度的表述。实际上，从隐藏实现复杂性，提供更易用接口这个意图来看，门面模式有点类似之前讲到的迪米特法则（最少知识原则）和接口隔离原则：两个有交互的系统，只暴露有限的必要的接口。除此之外，门面模式还有点类似之前提到封装、抽象的设计思想，提供更抽象的接口，封装底层实现细节。

2. 解决性能问题

关于利用门面模式解决性能问题这一点，刚刚我们已经讲过了。我们通过将多个接口调用替换为一个门面接口调用，减少网络通信成本，提高 App 客户端的响应速度。所以，关于这点，我就不再举例说明了。我们来讨论一下这样一个问题：从代码实现的角度来看，该如何组织门面接口和非门面接口？

如果门面接口不多，我们完全可以将它跟非门面接口放到一块，也不需要特殊标记，当作普通接口来用即可。如果门面接口很多，我们可以在已有的接口之上，再重新抽象出一层，专门放置门面接口，从类、包的命名上跟原来的接口层做区分。如果门面接口特别多，并且很多都是跨多个子系统的，我们可以将门面接口放到一个新的子系统中。

3. 解决分布式事务问题

关于利用门面模式来解决分布式事务问题，我们通过一个例子来解释一下。

在一个金融系统中，有两个业务领域模型，用户和钱包。这两个业务领域模型都对外暴露了一系列接口，比如用户的增删改查接口、钱包的增删改查接口。假设有这样一个业务场景：在用户注册的时候，我们不仅会创建用户（在数据库 User 表中），还会给用户创建一个钱包（在数据库的 Wallet 表中）。

对于这样一个简单的业务需求，我们可以通过依次调用用户的创建接口和钱包的创建接口来完成。但是，用户注册需要支持事务，也就是说，创建用户和钱包的两个操作，要么都成功，要么都失败，不能一个成功、一个失败。

要支持两个接口调用在一个事务中执行，是比较难实现的，这涉及分布式事务问题。虽然我们可以通过引入分布式事务框架或者事后补偿的机制来解决，但代码实现都比较复杂。而最简单的解决方案是，利用数据库事务或者 Spring 框架提供的事务（如果是 Java 语言的话），在一个事务中，执行创建用户和创建钱包这两个 SQL 操作。这就要求两个 SQL 操作要在一个接口中完成，所以，我们可以借鉴门面模式的思想，再设计一个包裹这两个操作的新接口，让新接口在一个事务中执行两个 SQL 操作。

重点回顾

好了，今天的内容到此就讲完了。我们来一块总结回顾一下，你需要重点掌握的内容。

我们知道，类、模块、系统之间的“通信”，一般都是通过接口调用来完成的。接口设计的好坏，直接影响到类、模块、系统是否好用。所以，我们要多花点心思在接口设计上。我经常说，完成接口设计，就相当于完成了一半的开发任务。只要接口设计得好，那代码就差不到哪里去。

接口粒度设计得太大，太小都不好。太大会导致接口不可复用，太小会导致接口不易用。在实际的开发中，接口的可复用性和易用性需要“微妙”的权衡。针对这个问题，我的一个基本的处理原则是，尽量保持接口的可复用性，但针对特殊情况，允许提供冗余的门面接口，来提供更易用的接口。

门面模式除了解决接口易用性问题之外，我们今天还讲到了其他 2 个应用场景，用它来解决性能问题和分布式事务问题。

课堂讨论

适配器模式和门面模式的共同点是，将不好用的接口适配成好用的接口。你可以试着总结一下它们的区别吗？

在你过往的项目开发中，有没有遇到过不合理的接口需求？又或者，有没有遇到过非常难用的接口？可以留言“吐槽”一下。

欢迎留言和我分享，如果有收获，也欢迎你把这篇文章分享给你的朋友。

28人觉得很赞给文章提建议;)

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张创琦

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精选留言(89)

小兵
适配器是做接口转换，解决的是原接口和目标接口不匹配的问题。
门面模式做接口整合，解决的是多接口调用带来的问题。
2020-03-02
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_393
Frank
以前在做Activiti工作流开发时知道该工作流引擎提供了诸多门面接口供外部使用，以前只知道这样设计是对很多细节做了包装，提供友好易用的接口供用户使用。今天学习了本章内容，加深了对门面模式的理解。门面模式从定义上来看是为接口设计而提出的，所以在开发中我们在设计接口时可参考该模式。该模式对应到了之前学习过的一些设计原则和思想，如封装，迪米特法则。
对于课堂讨论：
\1. 适配器模式与门面模式的区别：（a）适配器主要是为了解决接口不兼容的问题，而门面模式主要用于设计接口的易用性问题。（b）适配器在代码结构上主要是继承加组合，门面模式在代码结构上主要是封装。（c）适配器可以看作是事后行为，是一种“补偿模式”，主要是用来完善设计上的不足，而门面模式是在设计接口时就需要考虑的，是一种事前行为。
\2. 在过往的开发中，自己在写接口时除了满足需求外大部分考虑是接口的幂等性，限流，安全等。对于接口的可复用性考量的不是很好，还需要大量的实践来加深。
2020-03-02
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Jackey
适配器模式注重的是兼容性，而门面模式注重的是易用性
2020-03-02
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静静聆听
学设计模式让我想到了张三丰问张无忌，还记得几成，张无忌说全都忘了，好了，你已经学会了😀
2020-04-30
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何妨
建议老师可以给出一下典型的实现代码，这样会更直观一些
2020-03-03

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黄林晴
吐槽不存在的，我只知道我现在做的app刚启动的时候要调用五六个接口…，之前没了解过门面模式，不过我在想，我去说服务端改成门面模式之前，要确定一个问题，那就是门面模式是将很多接口整合在一起，那么势必，牵扯到传参变多，以及返回数据量多的因素，这种情况下应该也比较影响效率，比如一个接口是从student表中查询，一个是从course表还有一个是从teacher表中查，门面模式和直接写一个接口sql查询这么多的效率是一样的吗
2020-03-02
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iamjohnnyzhuang
之前开发SDK的时候，有个案例，我们支持两种 Config API ，一种是直接从 Resource 下或者本地文件系统读取一些静态配置，一种是从数据库读取配置（定时更新）称作动态配置。由于SDK后续是要提供给其他开发者使用，如果为此暴露两个类 StaticConfig 和 DynamicConfig 使用起来十分不便。设置了一个门面类 ConfigFcade，用组合把两个对象当做成员变量，最后通过不同的方法 getStaticConfig 和 getDynamicConfig 暴露给使用者。
2020-03-20
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progyoung
解决分布式事务问题的应用场景中，如果用户和钱包并没有公用同一个数据库，那么是不是门面模式也不适用了呢？
2020-03-02
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相逢是缘
一、定义（理解）：
门面模式为子系统提供一组统一的接口，定义一组高层接口让子系统更易用。
二、使用场景：
1）解决易用性问题（linux的系统调用）
2）解决性能问题（客户端访问服务）
3）解决分布式事物问题
三、适配器和门面模式的区别
适配器是做接口转换，解决的是原接口和目标接口不匹配的问题。
门面模式做接口整合，解决的是多接口调用带来的问题。
2020-03-07

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Monday
slf4j不也是使用了门面模式吗？它是提供一组易用的日志操作接口，封装了log4j、logback，JCL等日志框架。
2020-03-13
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anyway
从场景看，门面模式适用在接口设计方面，解决多接口调用问题；适配器模式是一种补偿措施，补偿的是接口设计缺陷。从功能上，门面模式注重易用性，适配器模式注重兼容性。
2020-08-10

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Monday
吐槽接口的易用性，某集团大公司，一个超级大的项目对外只提供一个超级复杂的超大接口。接口通过N多参数来区分各种请求。用得人喷血。
2020-03-13
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往事随风，顺其自然
门面模式怎么实现，代码结构如何
2020-03-02
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小晏子
适配器模式和门面模式要的解决问题就不一样，适配器模式为了适配两个不兼容的系统，关联两个不兼容的接口，当程序必须遵循特定的接口并且必须支持多态行为时使用适配器；而门面模式要提供一个更简单易用的接口，比如你有一个开关可以控制打开你家的电视，空调，灯，等，这就是门面模式：一个按钮或功能需要一系列更复杂的步骤。
在实现上也有区别：门面模式定义了新的接口，而适配器模式使用旧的接口，适配器模式使两个现有接口同时工作而不是定义一个全新的接口。
2020-03-02

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下雨天
门面为了”偷懒”用起来更方便；适配器是不得已，老接口已经不可用或者不好用了。
2020-03-02

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编程界的小学生
我对门面模式解决分布式事务持反对意见，如果再抽离出来一个门面模式的子模块，里面肯定要包含用户/钱包数据源。然后用户系统和钱包系统有是独立的子模块，这样一个数据源岂不是散到很多地方了吗？
还有如果用户表和钱包表要拆离成两套库就GG了。
老师这里肯定是想说明门面模式的使用姿势和一些技巧，我只是没事找事一下 …
作者回复: 你说的没错。但是，如果我用门面包装一个接口，使用分布式事务框架解决事务问题，其他多个业务就只用调用这个接口就好了，不用自己实现分布式事务问题。相当于复用了解决事务问题的代码。