设计模式(十一)——外观模式(Facade Pattern)

外观模式(Facade Pattern)

基本介绍

1. 外观模式（Facade），也叫“过程模式，为子系统中的一组接口提供一个一致的入口，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用（封装子系统的复杂性，便于客户端调用）。
2. 外观模式通过定义一个一致的接口，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节。

外观模式的UML类图

角色分析

1. 外观类(Facade): 为调用端提供统一的调用接口, 外观类知道哪些子系统负责处理请求,从而将调用端的请求代理给适当子系统对象。
2. 调用者(Client): 外观接口的调用者。
3. 子系统的集合(SubSystem Classes)：指模块或者子系统，处理 Facade 对象指派的任务，他是功能的实际提供者。

开发中常见的场景

频率很高。哪里都会遇到。各种技术和框架中，都
有外观模式的使用。如：

• JDBC封装后的，commons提供的DBUtils类，Hibernate提供的工具类、Spring JDBC工具类等。

实例分析

影院管理项目
需求：组建一个家庭影院
设备：DVD 播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机
要求完成使用家庭影院的功能，其过程为:

• 开爆米花机
• 放下屏幕
• 开投影仪
• 开音响
• 开 DVD，选 dvd
• 去拿爆米花
• 调 暗 灯 光
• 播放
• 观影结束后，关闭各种设备

传统方式实现影院管理

分析

问题

1. 在 ClientTest 的 main 方法中，创建各个子系统的对象，并直接去调用子系统(对象)相关方法，会造成调用过程混乱，没有清晰的过程，致使系统过于复杂。
2. 不利于在 ClientTest 中，去维护对子系统的操作。

改进

1. 定义一个高层接口，给子系统中的一组接口提供一个一致的入口(比如在高层接口提供四个方法ready, play, pause, end )，用来访问子系统中的一群接口。
2. 也就是说 就是通过定义一个一致的接口(界面类)，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节 => 外观模式

外观模式实现影院管理

UML类图

代码实现

子系统的集合(SubSystem Classes)

爆米花

//爆米花
public class Popcorn {
	
	private static Popcorn instance = new Popcorn();
	
	public static Popcorn getInstance() {
		return instance;
	}
	
	public void on() {
		System.out.println(" popcorn on ");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println(" popcorn ff ");
	}
	
	public void pop() {
		System.out.println(" popcorn is poping  ");
	}
}

屏幕

//屏幕
public class Stereo {

	private static Stereo instance = new Stereo();
	
	public static Stereo getInstance() {
		return instance;
	}
	
	public void on() {
		System.out.println(" Stereo on ");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println(" Screen off ");
	}
	
	public void up() {
		System.out.println(" Screen up.. ");
	}
	
	//...
}

投影仪

//投影仪
public class Projector {

	private static Projector instance = new Projector();
	
	public static Projector getInstance() {
		return instance;
	}
	
	public void on() {
		System.out.println(" Projector on ");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println(" Projector ff ");
	}
	
	public void focus() {
		System.out.println(" Projector is Projector  ");
	}
	
	//...
}

DVD

//DVD
public class DVDPlayer {
	
	//使用单例模式, 使用饿汉式
	private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();
	
	public static DVDPlayer getInstanc() {
		return instance;
	}
	
	public void on() {
		System.out.println(" dvd on ");
	}
	public void off() {
		System.out.println(" dvd off ");
	}
	
	public void play() {
		System.out.println(" dvd is playing ");
	}
	
	//....
	public void pause() {
		System.out.println(" dvd pause ..");
	}
}

灯光

//灯光
public class TheaterLight {

	private static TheaterLight instance = new TheaterLight();

	public static TheaterLight getInstance() {
		return instance;
	}

	public void on() {
		System.out.println(" TheaterLight on ");
	}

	public void off() {
		System.out.println(" TheaterLight off ");
	}

	public void dim() {
		System.out.println(" TheaterLight dim.. ");
	}

	public void bright() {
		System.out.println(" TheaterLight bright.. ");
	}
}

立体声

//立体声
public class Stereo {

	private static Stereo instance = new Stereo();
	
	public static Stereo getInstance() {
		return instance;
	}
	
	public void on() {
		System.out.println(" Stereo on ");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println(" Screen off ");
	}
	
	public void up() {
		System.out.println(" Screen up.. ");
	}
	
}

外观类(Facade)

获取子系统集合的对象，定义家庭影院的一些列过程，并提供接口(方法)使外界调用。

public class HomeTheaterFacade {
	
	//定义各个子系统对象
	private TheaterLight theaterLight;
	private Popcorn popcorn;
	private Stereo stereo;
	private Projector projector;
	private Screen screen;
	private DVDPlayer dVDPlayer;
	
	
	//构造器，取得子系统集合的单例对象
	public HomeTheaterFacade() {
		super();
		this.theaterLight = TheaterLight.getInstance();
		this.popcorn = Popcorn.getInstance();
		this.stereo = Stereo.getInstance();
		this.projector = Projector.getInstance();
		this.screen = Screen.getInstance();
		this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();
	}

	//操作分成 4 步
	public void ready() {
		popcorn.on();
		popcorn.pop();
		screen.down();
		projector.on();
		stereo.on();
		dVDPlayer.on();
		theaterLight.dim();
	}
	
	public void play() {
		dVDPlayer.play();
	}
	
	public void pause() {
		dVDPlayer.pause();
	}
	
	public void end() {
		popcorn.off();
		theaterLight.bright();
		screen.up();
		projector.off();
		stereo.off();
		dVDPlayer.off();
	}
	
}

调用者(Client)

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//这里直接调用。。 很麻烦
		HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
		homeTheaterFacade.ready();
		homeTheaterFacade.play();
		
		homeTheaterFacade.end();
	}

}

分析

1. 使用外观模式，调用者不必知道家庭影院的具体实现过程，只需要调用Facade外观类提供的接口/方法，满足迪米特法则的最少知道原则，便于维护系统。
2. 这里的HomeTheaterFacade也可以使用接口，对于不同的需求，采用不同的具体实现(根据具体的需求进行扩展)。

外观模式的注意事项和细节

优点

1. 外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性
2. 外观模式对客户端与子系统的耦合关系 - 解耦，让子系统内部的模块更易维护和扩展
3. 通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次
4. 当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用 Facade 模式
5. 在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个Facade 类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口，让新系统与 Facade 类交互，提高复用性。

缺点

1. 不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好。要以让系统有层次，利于维护为目的