设计模式-结构型模式之外观模式(Facade Pattern)

定义

外观模式(Facade Pattern)：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。使用外观模式时，我们创建了一个统一的类，用来包装子系统中一个或多个复杂的类，客户端可以直接通过外观类来调用内部子系统中方法，从而外观模式让客户和子系统之间避免了紧耦合。

相关角色

门面（Facade）角色：客户端调用这个角色的方法。该角色知道相关的一个或多个子系统的功能和责任，该角色会将从客户端发来的请求委派带相应的子系统中去；

子系统（subsystem）角色：可以同时包含一个或多个子系统。每个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。每个子系统都可以被客户端直接调用或被门面角色调用。对于子系统而言，门面仅仅是另外一个客户端，子系统并不知道门面的存在。

解决问题

实现客户端与子系统解藕。

UML类图

decorator.png

Facade

public class Facade {
    SubsystemA subsystemA;
    SubsystemB subsystemB;

    public void opearatorAB() {
        if (subsystemA == null) {
            subsystemA = new SubsystemA();
        }
        if (subsystemB == null) {
            subsystemB = new SubsystemB();
        }
        subsystemA.operator();
        subsystemB.operator();
    }
}

SubsystemA

public class SubsystemA {
    public void operator() {
        System.out.println("SubsystemA operator");
    }
}

SubsystemB

public class SubsystemB {
    public void operator(){
        System.out.println("SubsystemB operator");
    }
}

例子

介绍了外观模式的定义之后，让我们具体看看外观模式的由来以及实现，下面与学校中一个选课系统为例来解释外观模式，例如在选课系统中，有注册课程子系统和通知子系统，在不使用外观模式的情况下，客户端必须同时保存注册课程子系统和通知子系统两个引用，如果后期这两个子系统发生改变时，此时客户端的调用代码也要随之改变，这样就没有很好的可扩展性，下面看看不使用外观模式下选课系统的实现方式和客户端调用代码：

public class RegisterCourse {
    public boolean checkAvailable(String courseName)
    {
        System.out.println(String.format("正在验证课程 %s是否人数已满",courseName));       
        return true;
    }
}

public class NotifyStudent {
    public Boolean notify(String studentName) {
        System.out.println(String.format("正在向%s发生通知", studentName));
        return true;
    }
}

public class FacadeClient {

    public static void main(String[] args) {
        RegisterCourse registerCourse = new RegisterCourse();
        NotifyStudent notifyStudent = new NotifyStudent();
        if (registerCourse.checkAvailable("课程A")) {
            notifyStudent.notify("cc");
        } else {
            System.out.println("选课失败");
        }
    }
}

然而外观模式可以解决我们上面所说的问题，下面具体看看使用外观模式的实现：

public class RegisterFacade {
    NotifyStudent notifyStudent;
    RegisterCourse registerCourse;

    public RegisterFacade() {
        notifyStudent = new NotifyStudent();
        registerCourse = new RegisterCourse();
    }

    public boolean register(String courseName, String stuName) {
        if (registerCourse.checkAvailable(courseName)) {
            return notifyStudent.notify(stuName);
        } else {
            return false;
        }
    }
}

 public static void main(String[] args) {
        RegisterFacade registerFacade = new RegisterFacade();
        if (registerFacade.register("课程B", "cc")) {
            System.out.println("注册成功");
        } else {
            System.out.println("注册失败");
        }
    }

使用了外观模式之后，客户端只依赖与外观类，从而将客户端与子系统的依赖解耦了，如果子系统发生改变，此时客户端的代码并不需要去改变。外观模式的实现核心主要是——由外观类去保存各个子系统的引用，实现由一个统一的外观类去包装多个子系统类，然而客户端只需要引用这个外观类，然后由外观类来调用各个子系统中的方法。然而这样的实现方式非常类似适配器模式，然而外观模式与适配器模式不同的是：适配器模式是将一个对象包装起来以改变其接口，而外观是将一群对象 "包装" 起来以简化其接口。它们的意图是不一样的，适配器是将接口转换为不同接口，而外观模式是提供一个统一的接口来简化接口。

优缺点

优点：

• 外观模式对客户屏蔽了子系统组件，从而简化了接口，减少了客户处理的对象数目并使子系统的使用更加简单;
• 外观模式实现了子系统与客户之间的松耦合关系，而子系统内部的功能组件是紧耦合的。松耦合使得子系统的组件变化不会影响到它的客户。

缺点：

• 如果增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，这样就违背了”开闭原则“。

延伸

使用场景

在以下情况下可以考虑使用外观模式：

• 为一个复杂的子系统提供一个简单的接口；

• 提供子系统的独立性；

• 在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口，其中三层架构就是这样的一个例子。

相关源码

Design-Model