JAVA设计模式之调停者模式详解

      2019-12-03 09:17      JAVA编程
这篇文章主要介绍了JAVA设计模式之调停者模式详解,调停者模式是对象的行为模式,调停者模式包装了一系列对象相互作用的方式,使得这些对象不必相互明显引用,从而使它们可以较松散地耦合,需要的朋友可以参考下

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述调停者(Mediator)模式的:

  调停者模式是对象的行为模式。调停者模式包装了一系列对象相互作用的方式,使得这些对象不必相互明显引用。从而使它们可以较松散地耦合。当这些对象中的某些对象之间的相互作用发生改变时,不会立即影响到其他的一些对象之间的相互作用。从而保证这些相互作用可以彼此独立地变化。

为什么需要调停者

  示意图中有大量的对象,这些对象既会影响别的对象,又会被别的对象所影响,因此常常叫做同事(Colleague)对象。这些同事对象通过彼此的相互作用形成系统的行为。从图中可以看出,几乎每一个对象都需要与其他的对象发生相互作用,而这种相互作用表现为一个对象与另一个对象的直接耦合。这就是过度耦合的系统。

 

  通过引入调停者对象(Mediator),可以将系统的网状结构变成以中介者为中心的星形结构,如下图所示。在这个星形结构中,同事对象不再通过直接的联系与另一个对象发生相互作用;相反的,它通过调停者对象与另一个对象发生相互作用。调停者对象的存在保证了对象结构上的稳定,也就是说,系统的结构不会因为新对象的引入造成大量的修改工作。

 

  一个好的面向对象的设计可以使对象之间增加协作性(Collaboration),减少耦合度(Couping)。一个深思熟虑的设计会把一个系统分解为一群相互协作的同事对象,然后给每一个同事对象以独特的责任,恰当的配置它们之间的协作关系,使它们可以在一起工作。

如果没有主板

  大家都知道,电脑里面各个配件之间的交互,主要是通过主板来完成的。如果电脑里面没有了主板,那么各个配件之间就必须自行相互交互,以互相传送数据。而且由于各个配件的接口不同,相互之间交互时,还必须把数据接口进行转换才能匹配上。

 

  所幸是有了主板,各个配件的交互完全通过主板来完成,每个配件都只需要和主板交互,而主板知道如何跟所有的配件打交道,这样就简单多了。

 

调停者模式的结构

 

调停者模式包括以下角色:

  ●  抽象调停者(Mediator)角色:定义出同事对象到调停者对象的接口,其中主要方法是一个(或多个)事件方法。
  ●  具体调停者(ConcreteMediator)角色:实现了抽象调停者所声明的事件方法。具体调停者知晓所有的具体同事类,并负责具体的协调各同事对象的交互关系。
  ●  抽象同事类(Colleague)角色:定义出调停者到同事对象的接口。同事对象只知道调停者而不知道其余的同事对象。
  ●  具体同事类(ConcreteColleague)角色:所有的具体同事类均从抽象同事类继承而来。实现自己的业务,在需要与其他同事通信的时候,就与持有的调停者通信,调停者会负责与其他的同事交互。

源代码

抽象调停者类
复制代码 代码如下:
public interface Mediator {
/**
* 同事对象在自身改变的时候来通知调停者方法
* 让调停者去负责相应的与其他同事对象的交互
*/
public void changed(Colleague c);
}

具体调停者类

复制代码 代码如下:
public class ConcreteMediator implements Mediator {
//持有并维护同事A
private ConcreteColleagueA colleagueA;
//持有并维护同事B
private ConcreteColleagueB colleagueB;

public void setColleagueA(ConcreteColleagueA colleagueA) {
this.colleagueA = colleagueA;
}

public void setColleagueB(ConcreteColleagueB colleagueB) {
this.colleagueB = colleagueB;
}

@Override
public void changed(Colleague c) {
/**
* 某一个同事类发生了变化,通常需要与其他同事交互
* 具体协调相应的同事对象来实现协作行为
*/
}

}

抽象同事类

复制代码 代码如下:
public abstract class Colleague {
//持有一个调停者对象
private Mediator mediator;
/**
* 构造函数
*/
public Colleague(Mediator mediator){
this.mediator = mediator;
}
/**
* 获取当前同事类对应的调停者对象
*/
public Mediator getMediator() {
return mediator;
}

}

具体同事类
复制代码 代码如下:
public class ConcreteColleagueA extends Colleague {

public ConcreteColleagueA(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 示意方法,执行某些操作
*/
public void operation(){
//在需要跟其他同事通信的时候,通知调停者对象
getMediator().changed(this);
}
}


复制代码 代码如下:
public class ConcreteColleagueB extends Colleague {

public ConcreteColleagueB(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 示意方法,执行某些操作
*/
public void operation(){
//在需要跟其他同事通信的时候,通知调停者对象
getMediator().changed(this);
}
}

使用电脑来看电影

  在日常生活中,我们经常使用电脑来看电影,把这个过程描述出来,简化后假定会有如下的交互过程:

  (1)首先是光驱要读取光盘上的数据,然后告诉主板,它的状态改变了。

  (2)主板去得到光驱的数据,把这些数据交给CPU进行分析处理。

  (3)CPU处理完后,把数据分成了视频数据和音频数据,通知主板,它处理完了。

  (4)主板去得到CPU处理过后的数据,分别把数据交给显卡和声卡,去显示出视频和发出声音。

  要使用调停者模式来实现示例,那就要区分出同事对象和调停者对象。很明显,主板是调停者,而光驱、声卡、CPU、显卡等配件,都是作为同事对象。

 

源代码

  抽象同事类
复制代码 代码如下:
public abstract class Colleague {
//持有一个调停者对象
private Mediator mediator;
/**
* 构造函数
*/
public Colleague(Mediator mediator){
this.mediator = mediator;
}
/**
* 获取当前同事类对应的调停者对象
*/
public Mediator getMediator() {
return mediator;
}
}

同事类——光驱
复制代码 代码如下:
public class CDDriver extends Colleague{
//光驱读取出来的数据
private String data = "";
/**
* 构造函数
*/
public CDDriver(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 获取光盘读取出来的数据
*/
public String getData() {
return data;
}
/**
* 读取光盘
*/
public void readCD(){
//逗号前是视频显示的数据,逗号后是声音
this.data = "One Piece,海贼王我当定了";
//通知主板,自己的状态发生了改变
getMediator().changed(this);
}
}

同事类——CPU
复制代码 代码如下:
public class CPU extends Colleague {
//分解出来的视频数据
private String videoData = "";
//分解出来的声音数据
private String soundData = "";
/**
* 构造函数
*/
public CPU(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 获取分解出来的视频数据
*/
public String getVideoData() {
return videoData;
}
/**
* 获取分解出来的声音数据
*/
public String getSoundData() {
return soundData;
}
/**
* 处理数据,把数据分成音频和视频的数据
*/
public void executeData(String data){
//把数据分解开,前面是视频数据,后面是音频数据
String[] array = data.split(",");
this.videoData = array[0];
this.soundData = array[1];
//通知主板,CPU完成工作
getMediator().changed(this);
}

}

同事类——显卡
复制代码 代码如下:
public class VideoCard extends Colleague {
/**
* 构造函数
*/
public VideoCard(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 显示视频数据
*/
public void showData(String data){
System.out.println("您正在观看的是:" + data);
}
}

同事类——声卡
复制代码 代码如下:
public class SoundCard extends Colleague {
/**
* 构造函数
*/
public SoundCard(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 按照声频数据发出声音
*/
public void soundData(String data){
System.out.println("画外音:" + data);
}
}

抽象调停者类
复制代码 代码如下:
public interface Mediator {
/**
* 同事对象在自身改变的时候来通知调停者方法
* 让调停者去负责相应的与其他同事对象的交互
*/
public void changed(Colleague c);
}

具体调停者类
复制代码 代码如下:
public class MainBoard implements Mediator {
//需要知道要交互的同事类——光驱类
private CDDriver cdDriver = null;
//需要知道要交互的同事类——CPU类
private CPU cpu = null;
//需要知道要交互的同事类——显卡类
private VideoCard videoCard = null;
//需要知道要交互的同事类——声卡类
private SoundCard soundCard = null;

public void setCdDriver(CDDriver cdDriver) {
this.cdDriver = cdDriver;
}

public void setCpu(CPU cpu) {
this.cpu = cpu;
}

public void setVideoCard(VideoCard videoCard) {
this.videoCard = videoCard;
}

public void setSoundCard(SoundCard soundCard) {
this.soundCard = soundCard;
}

@Override
public void changed(Colleague c) {
if(c instanceof CDDriver){
//表示光驱读取数据了
this.opeCDDriverReadData((CDDriver)c);
}else if(c instanceof CPU){
this.opeCPU((CPU)c);
}
}
/**
* 处理光驱读取数据以后与其他对象的交互
*/
private void opeCDDriverReadData(CDDriver cd){
//先获取光驱读取的数据
String data = cd.getData();
//把这些数据传递给CPU进行处理
cpu.executeData(data);
}
/**
* 处理CPU处理完数据后与其他对象的交互
*/
private void opeCPU(CPU cpu){
//先获取CPU处理后的数据
String videoData = cpu.getVideoData();
String soundData = cpu.getSoundData();
//把这些数据传递给显卡和声卡展示出来
videoCard.showData(videoData);
soundCard.soundData(soundData);
}
}

  客户端类
复制代码 代码如下:
public class Client {

public static void main(String[] args) {
//创建调停者——主板
MainBoard mediator = new MainBoard();
//创建同事类
CDDriver cd = new CDDriver(mediator);
CPU cpu = new CPU(mediator);
VideoCard vc = new VideoCard(mediator);
SoundCard sc = new SoundCard(mediator);
//让调停者知道所有同事
mediator.setCdDriver(cd);
mediator.setCpu(cpu);
mediator.setVideoCard(vc);
mediator.setSoundCard(sc);
//开始看电影,把光盘放入光驱,光驱开始读盘
cd.readCD();

}

}

调停者模式的优点
  ●  松散耦合

  调停者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到调停者对象里面,从而使得同事对象之间松散耦合,基本上可以做到互补依赖。这样一来,同事对象就可以独立地变化和复用,而不再像以前那样“牵一处而动全身”了。

  ●  集中控制交互

  多个同事对象的交互,被封装在调停者对象里面集中管理,使得这些交互行为发生变化的时候,只需要修改调停者对象就可以了,当然如果是已经做好的系统,那么就扩展调停者对象,而各个同事类不需要做修改。

  ●  多对多变成一对多

  没有使用调停者模式的时候,同事对象之间的关系通常是多对多的,引入调停者对象以后,调停者对象和同事对象的关系通常变成双向的一对多,这会让对象的关系更容易理解和实现。

调停者模式的缺点

  调停者模式的一个潜在缺点是,过度集中化。如果同事对象的交互非常多,而且比较复杂,当这些复杂性全部集中到调停者的时候,会导致调停者对象变得十分复杂,而且难于管理和维护。