Java设计模式——中介者模式【Mediator Pattern】

一、引言

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :

中介者模式基本介绍：

• 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。中介者使各个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。
• 中介者模式属于行为型模式，使代码易于维护。比如 MVC 模式，C（Controller 控制器）是 M（Model 模型）和 V（View 视图）的中介者，在前后端交互时起到了中间人的作用。

二、中介者模式 1.中介者模式原理类图

对原理类图的说明：

• Mediator 是抽象中介者，它定义了同事对象到中介者对象的接口
• Colleague 是抽象同事类
• ConcreteMediator 是具体的中介者对象，实现抽象方法，它需要知道所有的具体的同事类，即以一个集合来管理(如HashMap)，并接受某个同事对象消息，完成相应的任务
• ConcreteColleague 具体的同事类，会有很多个, 每个同事只知道自己的行为， 而不了解其他同事类的行为(方法)， 但是他们都依赖中介者对象

三、具体需求 1.智能家庭管理

智能家庭：

• 智能家庭包括各种设备，闹钟、咖啡机、电视机、窗帘 等
• 主人要看电视时，各个设备可以协同工作，自动完成看电视的准备工作，比如流程为：闹铃响起->咖啡机开始做咖啡->窗帘自动落下->电视机开始播放

2.传统方案

思路：

传统方式的问题分析：

• 当各电器对象有多种状态改变时，相互之间的调用关系会比较复杂
• 各个电器对象彼此联系，你中有我，我中有你，不利于松耦合
• 各个电器对象之间所传递的消息(参数)，容易混乱
• 当系统增加一个新的电器对象时，或者执行流程改变时，代码的可维护性、扩展性都不理想=>考虑中介者模式

3. 中介者模式方案

思路分析 - 类图

核心就是Alarm，CoffeeMachine，Curtains，TV等之间不再进行交互，它们之间的交互由中介者ConcreteMediator完成，ConcreteMediator中持有各个colleague的具体实例

中介者模式-智能家庭的操作流程：

• 创建ConcreteMediator对象

• 创建各个同事类 Alarm，CoffeeMachine，TV…

• 在创建同事类对象时，就通过构造器加入到ColleagueMap

• 同事类的对象可以调用sendMessage()时，实际调用的是ConcreteMediator的getMessage()

• getMessage()会根据接收到的同事对象发出的消息来协调调用其他的同事对象，完成相应任务

• getMessage()会处理很多的业务逻辑，是核心方法

具体实现

// Mediator.java
public abstract class Mediator {
	//将中介者对象加入到集合中
	public abstract void Register(String colleagueName, Colleague colleague);

	//接收消息, 一般是由具体的同事对象发出的
	public abstract void GetMessage(int stateChange, String colleagueName);
	public abstract void SendMessage();
}

//同事抽象类 Colleague.java
public abstract class Colleague {
	private Mediator mediator;
	public String name;

	public Colleague(Mediator mediator, String name) {
		this.mediator = mediator;
		this.name = name;
	}

	public Mediator GetMediator() {
		return this.mediator;
	}
	public abstract void SendMessage(int stateChange);
}

// 具体的中介者类  ConcreteMediator.java
public class ConcreteMediator extends Mediator {
	//集合，放入所有的同事对象
	private HashMap colleagueMap;
	private HashMap interMap;

	public ConcreteMediator() {
		colleagueMap = new HashMap();
		interMap = new HashMap();
	}

	@Override
	public void Register(String colleagueName, Colleague colleague) {
		colleagueMap.put(colleagueName, colleague);

		if (colleague instanceof Alarm) {
			interMap.put("Alarm", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof CoffeeMachine) {
			interMap.put("CoffeeMachine", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof TV) {
			interMap.put("TV", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof Curtains) {
			interMap.put("Curtains", colleagueName);
		}
	}

	//具体中介者的核心方法
	//1. 根据得到的消息，完成对应任务
	//2. 中介者在这个方法中，协调各个具体的同事对象，完成任务
	@Override
	public void GetMessage(int stateChange, String colleagueName) {
		//处理闹钟发出的消息
		if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Alarm) {
			if (stateChange == 0) {
				((CoffeeMachine) (colleagueMap.get(interMap
						.get("CoffeeMachine")))).StartCoffee();
				((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StartTv();
			} else if (stateChange == 1) {
				((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StopTv();
			}
		} 
		//处理咖啡机发出的消息
		else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {
			((Curtains) (colleagueMap.get(interMap.get("Curtains"))))
					.UpCurtains();
		} else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof TV) {//如果TV发出消息，在此处处理
		} else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Curtains) {
			//如果是以窗帘发出的消息，在这里处理...
		}
	}

	@Override
	public void SendMessage() {
		// TODO Auto-generated method stub
	}
}

// 具体的同事类 Alarm.java
public class Alarm extends Colleague {
	//构造器
	public Alarm(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		//在创建Alarm 同事对象时，将自己放入到ConcreteMediator 对象中[集合]
		mediator.Register(name, this);
	}

	public void SendAlarm(int stateChange) { SendMessage(stateChange); }

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		//调用的中介者对象的getMessage
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}
}
// CoffeeMachine.java
public class CoffeeMachine extends Colleague {
	public CoffeeMachine(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		mediator.Register(name, this);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

	public void StartCoffee() {
		System.out.println("It's time to startcoffee!");
	}

	public void FinishCoffee() {
		System.out.println("After 5 minutes!");
		System.out.println("Coffee is ok!");
		SendMessage(0);
	}
}
// Curtains.java/TV.java
public class Curtains extends Colleague {
	public Curtains(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		mediator.Register(name, this);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

	public void UpCurtains() {
		System.out.println("I am holding Up Curtains!");
	}
}
// ClientTest.java
public class ClientTest {
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个中介者对象
		Mediator mediator = new ConcreteMediator();
		
		//创建Alarm 并且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		Alarm alarm = new Alarm(mediator, "alarm");
		
		//创建了CoffeeMachine 对象，并  且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine(mediator,"coffeeMachine");
		
		//创建 Curtains , 并  且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		Curtains curtains = new Curtains(mediator, "curtains");
		TV tV = new TV(mediator, "TV");
		
		//让闹钟发出消息0
		alarm.SendAlarm(0);
		coffeeMachine.FinishCoffee();
		alarm.SendAlarm(1);
	 }
}

四、注意事项和细节

• 优点：

  • 多个类相互耦合，会形成网状结构, 使用中介者模式将网状结构分离为星型结构，进行解耦
  • 减少类间依赖，降低了耦合，符合迪米特原则

• 缺点：

  • 中介者承担了较多的责任，一旦中介者出现了问题，整个系统就会受到影响

  • 如果设计不当，中介者对象本身会变得过于复杂，这点在实际使用时，要特别注意