【设计模式】第十篇：外观模式，开着小破车的快乐

一 开着小破车的快乐

不知道大家有没有这样开或者坐过这样一辆“小破车”，他能跑，但是内部娱乐或者说一些辅助的设备几乎可以忽略不计，条件虽然艰苦了一些，但是我们还是要自己给自己创造快乐 ，夏天太热了，先给自己安装一台空调，害，其实就是一台小电扇，接着就是我们的 360度音响体验了，其实也就是一个低音炮，来吧，最奢侈的一个设备来了，遮光板上接一个屏幕，还能连一个简单的 DVD 机器，好的吧，麻雀虽小，但是也算五脏俱全了，就像代码一样，毕竟有功能，能运行的程序就是 “好程序” 对吧哈哈哈~

(一) 小破车的辛酸

上车，打开我的小电扇，打开小音响，再放好 DVD，就可以发动小破车出发了，下车的时候熄掉火，依次关掉 DVD，音响，电扇，就可以出去了，虽然满满的仪式感，但是因为这些外接的设备都是一个一个独立的，所以不管是开启关闭，我都需要依次对其进行操作，自己忙了一天再回来在上折腾这个，别提多烦恼了

真羡慕别人的“豪华”小轿车，上车以后，一键打火，所有配套设备自动启动，凉飕飕的空调，动感的音乐

幻想着，我能不能也将我的小破车，改装成 “智能” 的模样呢？

下面我们就用代码来看一下我们的小破车设备改造

(二) 改造我的小破车

先复现一下我那些 DVD 、音响等等原来的状态

说明：这里只是为了演示，就在单线程环境下，简单的用了饿汉式单例，空调也就是上面说的小电扇，姑且这么叫好了

/**
 * 空调设备
 */
public class AirConditioner {
    // 饿汉式单例
    private static AirConditioner instance = new AirConditioner();

    public static AirConditioner getInstance() {
        return instance;
    }

    public void turnOn() {
        System.out.println("开启空调");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println("关闭空调");
    }
}

这是音响

/**
 * 音响设备
 */
public class Sound {
    // 饿汉式单例
    private static Sound instance = new Sound();

    public static Sound getInstance() {
        return instance;
    }

    public void turnOn() {
        System.out.println("开启音响");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println("关闭音响");
    }

}

这是 DVD

public class DVDPlayer {
    // 饿汉式单例
    private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();

    public static DVDPlayer getInstance() {
        return instance;
    }

    public void turnOn() {
        System.out.println("开启DVD");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println("关闭DVD");
    }

}

如果使用传统的方式测试一下

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 拿到三种设备的实例
        AirConditioner airConditioner = AirConditioner.getInstance();
        DVDPlayer dvdPlayer = DVDPlayer.getInstance();
        Sound sound = Sound.getInstance();

        System.out.println("=====开启的过程=====");
        airConditioner.turnOn();
        dvdPlayer.turnOn();
        sound.turnOn();
        
        System.out.println("=====关闭的过程=====");
        airConditioner.turnOff();
        dvdPlayer.turnOff();
        sound.turnOff();
    }
}

测试结果

=====开启的过程=====
开启空调
开启DVD
开启音响
=====关闭的过程=====
关闭空调
关闭DVD
关闭音响

效果没问题了，但是可以看出来，只有短短三台设备的开关就需要执行 6 个方法，如果设备更多一些，如果操作不仅只有开关，还有一些别的，岂不是要累死，虽然咱的车是破旧了一些，但这也太折腾了

来吧，改造！

我们创建一个 CarFade 外观类，将这些细节内容都封装进去

public class CarFacade {
    private AirConditioner airConditioner;
    private DVDPlayer dvdPlayer;
    private Sound sound;

    // 在无参构造中拿到实例
    public CarFacade() {
        this.airConditioner = AirConditioner.getInstance();
        this.dvdPlayer = DVDPlayer.getInstance();
        this.sound = Sound.getInstance();
    }
    
    // 一键开启
    public void turnOn() {
        airConditioner.turnOn();
        dvdPlayer.turnOn();
        sound.turnOn();
    }
    
    // 一键关闭
    public void turnOff() {
        airConditioner.turnOff();
        dvdPlayer.turnOff();
        sound.turnOff();
    }
}

再看看如何测试呢

package cn.ideal.facade;

/**
 * @ClassName: Test
 * @Author: BWH_Steven
 * @Date: 2020/11/27 11:35
 * @Version: 1.0
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
          // 拿到三种设备的实例
        CarFacade carFacade = new CarFacade();

        System.out.println("=====开启的过程=====");
        carFacade.turnOn();

        System.out.println("=====关闭的过程=====");
        carFacade.turnOff();
    }
}

测试结果：

=====开启的过程=====
开启空调
开启DVD
开启音响
=====关闭的过程=====
关闭空调
关闭DVD
关闭音响

效果一样没问题，但是我们作为调用者，这可舒服了，我们也可以一键开关这些娱乐辅助设备了，其实这就是利用了一种简单实用的设计模式——外观模式，下面来一起看看它的概念

二 外观模式理论

(一) 概念

外观模式（门面模式）：它是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式

就着上面的例子也很好理解，空调、印象、DVD，就是一个一个复杂的子系统，而我们为这几者，提供一个一致的 CarFacade ，我们就避免去访问一个一个子系统的具体细节，而只需要执行，这个 CarFacade 提供给我们对外的一个方法，其实就是达到了一个封装，精简的效果

还有例子，例如在生活中要去办户口或者注册公司等等，我们往往需要往返于多个部门之间，到处开证明，办手续，但是如果有一个综合性质的部门，统一办理对应的业务，对于用户来说就无须来回奔走，只需要根据这个综合部分对外的窗口，提交指定的材料，等待其帮你办理即可

再回到代码上，其实我们在平时的开发中已经有意或者无意的使用到了外观模式，例如高层的模块中，我们想要调用多个相对复杂的子系统，我们为了精简接口的数量，一般都会再创建一个新的类，对其进行调用封装，然后使得最终调用者，可以更加简洁容易的调用这些子系统的功能

(二) 结构

依旧分析一下其角色：

• 外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口或者说一致的界面，使得这些子系统更加好使用
• 子系统（Sub System）角色：实现系统的部分功能，它们其实才是我们真正想要访问的内容，客户可以通过外观角色访问它
• 客户（Client）角色：通过一个外观角色访问各个子系统的功能

(三) 优缺点

(1) 优点

• 简化了调用过程：只需要访问外观模式给出的对外接口即可完成调用
• 封装性更好：使用外观模式，子系统功能及具体细节被隐藏了起来，封装性更好
• 耦合性降低：调用者只与外观对象进行交互，不直接与子系统进行接触，降低了对子系统的依赖程序，降低了耦合
• 符合迪米特法则

(2) 缺点

• 不能很好的规避扩展风险：系统内部扩展子系统的时候，容易产生风险
• 违背开闭原则：扩展子系统的时候，可能需要修改外观类，会违背开闭原则

(四) 什么时候使用外观模式

(1) 层次复杂

我们在开发初期，会有意识的使用一些常见一些架构方式，例如 MVC 等等，在层级和业务很复杂的情况下，就需要考虑在每个层级都创建一个外观对象作为入口，这样就可以为复杂的子系统提供一些简单的接口

(2) 子系统多且复杂

我们不断的更新，扩展一些功能，就会导致有很多细小却又缺不得的类，或者有一些非常复杂的系统，例如包含很多个类，这个时候我们可以考虑创建一个外观 Facade 类，简化接口，降低它们之间的依赖

(3) 调用老旧系统功能

有一些老旧的系统，几乎已经没有维护扩展的价值对了，但是其中又有一些牵扯很大的核心功能，我们在新系统中又没有足够的精力和成本去重构，只能设计一个外观 Facade 类，来交互新旧系统的代码