设计模式（21）行为型模式 - 中介者模式

前言

温故而知新

先复习前面学到的行为型模式：

• 模板方法模式：定义一个算法、流程骨架，将特定步骤的实现延迟到子类，完成模板的复用（请客流程：点单 -》吃 -》买单，具体吃什么可以由子类决定）
• 命令模式：将命令封装成对象，聚合执行者，使请求者仅需使用命令对象即可完成命令，执行者与请求者完全解耦合（遥控器上的按钮就是一个个命令对象，遥控器仅需按下按钮即可完成开关灯命令）
• 访问者模式：将施加于对象结构的元素上的操作隔离，封装成访问者，对象结构提供访问者访问的接口，即修改访问者不会影响到对象结构（购物车就是一个对象结构，上面的各个商品是各种元素对象，顾客访问者可以查看质量，收银员可以查看价格）
• 迭代器模式：将聚合对象中数据对象的存储与遍历功能分隔，遍历功能封装成迭代器，聚合对象工厂方法创建相对应的迭代器（Linux目录用迭代器描述目录结构）
• 观察者模式：定义对象间的一对多的依赖关系，当对象状态改变时，会自动通知所有依赖的对象并自动更新对象数据（气象局天气数据改变，各网站天气数据也改变）

接下来，学习中介者模式

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现实中的问题

现实中，对象间的交互关系一般是网状结构，每个对象都必须知道它需要交互的对象，例如，你电话号换了，需要通知父母、亲人、同学自己电话换了，对应如果软件也是这样的，就会十分的复杂

例如QQ聊天，如果真的要你的电脑与聊天对象的电脑连接，需要知道IP地址，聊天对象也需要知道我们的地址才能发信息给我们
如果这样就太复杂了，现实是我们是发送消息给QQ的服务器，QQ服务器再找到我们的聊天对象的IP地址，把消息发送过去

服务器就是一个中介者，它把对象间的网状关系变成了星形结构

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中介模式

什么是中介者模式？

中介者模式(Mediator Pattern)：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式又称为调停者模式，它是一种对象行为型模式

为什么要中介者模式？

在面向对象的软件设计与开发过程中，根据“单一职责原则”，我们应该尽量将对象细化，使其只负责或呈现单一的职责

对于一个模块，可能由很多对象构成，而且这些对象之间可能存在相互的引用，为了减少对象两两之间复杂的引用关系，使之成为一个松耦合的系统，我们需要使用中介者模式

模式结构

模式角色：

• 抽象中介者（Mediator）角色：它是中介者的接口，提供了同事对象注册与转发同事对象信息的抽象方法
• 具体中介者（ConcreteMediator）角色：实现中介者接口，定义一个集合来管理同事对象，协调各个同事角色之间的交互关系，因此它依赖于同事角色。
• 抽象同事类（Colleague）角色：定义同事类的接口，保存中介者对象，提供同事对象交互的抽象方法，实现所有相互影响的同事类的公共功能
• 具体同事类（Concrete Colleague）角色：是抽象同事类的实现者，当需要与其他同事对象交互时，由中介者对象负责后续的交互

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模式实现案例

简单描述一下QQ群聊的过程

小明发送信息，小红能够收到

package com.company.Behavioral.Mediator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//抽象中介者
abstract class Mediator {
    public abstract void register(Colleague colleague);
    public abstract void forward(Colleague colleague);
}
//具体中介者
class QQServer extends Mediator{
    private List<Colleague> colleaguelist;

    public QQServer() {
        this.colleaguelist = new ArrayList<Colleague>();
    }

    @Override
    public void register(Colleague colleague) {
        colleaguelist.add(colleague);
        //注册时，把中介者聚合到同事类
        colleague.setMediator(this);
    }

    @Override
    public void forward(Colleague colleague) {
        for (Colleague colleague1 : colleaguelist){
            //转发给除自己外的注册在服务器上的人
            if (!colleague.equals(colleague1)){
                colleague1.receive();
            }
        }
    }
}
//抽象同事类
abstract class Colleague{
    protected Mediator mediator;

    public void setMediator(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }

    public abstract void receive();
    public abstract void send();
}
//具体同事类小明
class XiaoMing extends Colleague{
    @Override
    public void receive() {
        System.out.println("====小明接收到了信息====");
    }

    @Override
    public void send() {
        System.out.println("====小明发送信息====");
        mediator.forward(this);
    }
}
//具体同事类：小红
class XiaoHong extends Colleague{
    @Override
    public void receive() {
        System.out.println("====小红接收到了信息====");
    }

    @Override
    public void send() {
        System.out.println("====小红发送信息====");
        mediator.forward(this);
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        //创建具体同事类
        Colleague xiaoHong = new XiaoHong();
        Colleague xiaoMing = new XiaoMing();
        //创建中介者
        Mediator qqServer = new QQServer();
        //注册
        qqServer.register(xiaoHong);
        qqServer.register(xiaoMing);
        //小明发送信息
        xiaoMing.send();
        
    }
}

这里QQ服务器类转发功能只是简单处理了一下

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模式分析

• 中介模式将对象间复杂的网状结构关系改变成了星型结构关系

• 中介者承担了两个职责：

中转作用（结构性）：通过中介者提供的中转作用，各个同事对象就不再需要显式引用其他同事，当需要和其他同事进行通信时，通过中介者即可。该中转作用属于中介者在结构上的支持

协调作用（行为性）：中介者可以更进一步的对同事之间的关系进行封装，同事可以一致地和中介者进行交互，而不需要指明中介者需要具体怎么做，中介者根据封装在自身内部的协调逻辑，对同事的请求进行进一步处理，将同事成员之间的关系行为进行分离和封装。该协调作用属于中介者在行为上的支持

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模式优缺点

优点

• 简化了对象之间的交互
• 将各同事解耦
• 减少子类生成
• 可以简化各同事类的设计和实现

缺点

解耦合一般付出的代价就是系统复杂度的提高

在具体中介者类中包含了同事之间的交互细节，可能会导致具体中介者类非常复杂，使得系统难以维护

中介者模式类似与把同事类间的耦合全部集中在中介者上，导致中介者的复杂度提高

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适用环境

• 系统中对象之间存在复杂的引用关系，产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解
• 一个对象由于引用了其他很多对象并且直接和这些对象通信，导致难以复用该对象
• 想通过一个中间类来封装多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。可以通过引入中介者类来实现，在中介者中定义对象交互的公共行为，如果需要改变行为则可以增加新的中介者类

模式扩展

1. 应用

中介者模式使用也较多

MVC模式是Java EE 的一个基本模式，此时控制器Controller作为一种中介者，它负责控制视图对象View和模型对象Model之间的交互

2. 简化

不定义抽象中介者，使用单例模式具体中介者（一个关系中，中介者一般是只有一个的）

同事对象不持有中介者，而是在需要的时直接获取中介者对象并调用（配合单例模式）

3. 迪米特法则

迪米特法则：限制软件实体之间通信的宽度和深度

中介者模式将同事类间的关联关系减少，符合迪米特法则

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总结

• 中介者模式是用一个中介对象封装对象间的一系列的交互，消除对象间的显示引用，松散耦合
• 中介者模式有4个角色：抽象中介者、具体中介者、抽象同事类、具体同事类
• 抽象中介者定义与各个同事对象间的通信；具体中介者协调各个同事类实现协作行为，维护对各个同事对象的引用；抽象同事类定义对中介者的通信方法；具体同事类实现与中介者的通信间接完成与其他同事类的通信
• 中介者模式优点：简化了对象间的交互，简化了同事类的设计与实现；缺点：具体中介类复杂，难以维护
• 中介者将系统的网状结构变成了星型结构，中介者承担了中转作用和协调作用
• 中介者模式适用于：对象间存在复杂的引用关系、相互依赖关系；想通过一个中间类封装多个类的行为
• 中介者模式实际使用一般都是不使用抽象中介者，具体中介者使用单例模式，同事类不聚合中介者，仅使用时调用中介者方法