设计模式实战 - 中介者模式

0 进销存管理简介

各个公司都有相同的三个环节:采购、销售和库存

  • 比如一个软件公司,要开发软件,就需要购买开发环境,如Windows操作系统、数据库产品等,这就是采购
  • 开发完产品还要把产品推销出
  • 有产品就必然有库存,软件产品也有库存,虽然不需要占用库房空间,但也要占用光盘或硬盘,这也是库存 就来讲讲它的原理和设计,一般的做法都是通过数据库来完成相关产品的管理

进销存示意图

以终端销售商(以服务最终客户为目标的企业,如超市)为例,采购部门要采购IBM的电脑,它根据以下两个要素来决定采购数量。

● 销售情况 销售部门要反馈销售情况,畅销就多采购,滞销就不采购

● 库存情况 即使是畅销产品,库存都有1000台了,每天才卖出去10台,也不需再采购

销售模块是企业的赢利核心,对其他两个模块也有影响:

● 库存情况 库房有货,才能销售

● 督促采购 在特殊情况下,比如一个企业客户要一次性购买100台电脑,库存只有80台,这时需要催促采购部门赶快采购

同样库存管理也对其他两个模块有影响

  • 库房是有容积限制的,不可能无限大,所以就有了清仓处理,那就要求采购部门停止采购,同时销售部门进行打折销售

分析来看,这三个模块都有自己的行为,并且与其他模块之间的行为产生关联,类似于我们办公室的同事,大家各干各的活,但是彼此之间还是有交叉的,于是彼此之间就产生紧耦合,也就是一个团队 我们先来实现这个进销存

1 实现进销系统

简单的进销存类图

image

Purchase 采购管理

image

Purchase定义了采购电脑的标准

  • 如果销售情况比较好,大于80分,你让我采购多少我就采购多少
  • 销售情况不好,你让我采购100台,我就采购50台,对折采购

电脑采购完毕,需要放到库房中,因此要调用库存的方法,增加库存电脑数量。我们继续来看库房Stock类

Stock 库存管理

image

  • 库房中的货物数量肯定有增减,同时库房还有一个容量显示,达到一定的容量后就要求对一些商品进行折价处理,以腾出更多的空间容纳新产品。于是就有了clearStock方法
  • 既然是清仓处理肯定就要折价销售了。于是在Sale类中就有了offSale方法

我们来看Sale源代码

Sale

image

Sale类中的getSaleStatus是获得销售情况 记住要把恰当的方法放到恰当的类中,销售情况只有销售人员才能反馈出来,通过百分制的机制衡量销售情况 我们再来看场景类是怎么运行的

Client

image

我们在场景类中模拟了三种人员的活动:采购人员采购电脑,销售人员销售电脑,库管员管理库存 运行结果

image

运行结果也是我们期望的,三个不同类型的参与者完成了各自的活动 你有没有发现这三个类是彼此关联的?每个类都与其他两个类产生了关联关系 迪米特法则认为“每个类只和友类交流”,这个友类并非越多越好,友类越多,耦合性越大,要想修改一个就得修改一片,这不是OOP所期望的,况且这还是仅三个模块的情况,属于比较简单的一个小项目

我们把进销存扩展一下

扩展后的进销存示意图

这是一个网的结构,别说是编写程序了,就是给人看估计也能让一大批人昏倒! 每个对象都需要和其他几个对象交流,对象越多,每个对象要交流的成本也就越大,只是维护这些对象的交流就能让一大批程序员望而却步!从这方面来说,我们已经发现设计的缺陷了,作为一个SE,发现缺陷就要想办法修改。

网络拓扑有三种类型:总线型、环型、星型

  • 星型网络拓扑

image 每个计算机通过交换机和其他计算机进行数据交换,各个计算机之间并没有直接出现交互的情况。这种结构简单,而且稳定,只要中间那个交换机不瘫痪,整个网络就不会发生大的故障。公司和网吧一般都采用星型网络 我们是不是可以把这种星型结构引入到我们的设计中呢?我们先画一个示意图

修改后的进销存示意图 加入了一个中介者作为三个模块的交流核心,每个模块之间不再相互交流,要交流就通过中介者进行 每个模块只负责自己的业务逻辑,不属于自己的则丢给中介者来处理,简化了各模块之间的耦合关系

修改后的进销存类图

建立两个抽象类AbstractMediatorAbstractColeague,每个对象只是与中介者Mediator产生依赖,与其他对象之间没有直接关系 AbstractMediator的作用是实现中介者的抽象定义,定义了一个抽象方法execute

抽象中介者

image

具体的中介者

image

我们可以根据业务的要求产生多个中介者,并划分各中介者的职责 中介者Mediator定义了多个private方法,其目的是处理各个对象之间的依赖关系,就是说把原有一个对象要依赖多个对象的情况移到中介者的private方法中实现。在实际项目中,一般的做法是中介者按照职责进行划分,每个中介者处理一个或多个类似的关联请求。

由于要使用中介者,我们增加了一个抽象同事类,三个具体的实现类分别继承该抽象类

抽象同事类

image

采购Purchase类

image

Purchase简化了很多,也清晰很多,处理自己的职责,与外界有关系的事件处理则交给了中介者来完成 再来看Stock类

Stock

image

修改后的销售管理

image

增加了中介者,场景类也需要小小的改动

修改后的场景类

image

在场景类中增加了一个中介者,然后分别传递到三个同事类中,三个类都具有相同的特性:只负责处理自己的活动,与自己无关的活动就丢给中介者处理,程序运行的结果是相同的 从项目设计上来看,加入了中介者,设计结构清晰了很多,而且类间的耦合性大大减少,代码质量也有了很大的提升。

在多个对象依赖的情况下,通过加入中介者角色,取消了多个对象的关联或依赖关系,减少了对象的耦合性

定义

  • Define an object that encapsulates how a set of objects interact.Mediator promotes loose coupling by keeping objects from referring to each other explicitly,and it lets you vary their interaction independently 用一个中介对象封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显示地相互作用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互

中介者模式通用类图

● Mediator 抽象中介者角色 定义统一的接口,用于各同事角色之间的通信

● Concrete Mediator 具体中介者角色 通过协调各同事角色实现协作行为,因此它必须依赖于各个同事角色

● Colleague 同事角色 每一个同事角色都知道中介者角色,而且与其他的同事角色通信的时候,一定要通过中介者角色协作 每个同事类的行为分为两种:

  • 同事本身的行为 比如改变对象本身的状态,处理自己的行为等,这种行为叫做自发行为(Self-Method),与其他的同事类或中介者没有任何的依赖
  • 依赖方法(Dep-Method) 必须依赖中介者才能完成的行为

中介者模式比较简单,其通用源码也比较简单,先看抽象中介者

Mediator类

image

只定义了同事类的注入,为什么使用同事实现类注入而不使用抽象类注入呢? 那是因为同事类虽然有抽象,但是没有每个同事类必须要完成的业务方法,当然如果每个同事类都有相同的方法,比如execute、handler等,那当然注入抽象类,做到依赖倒置

具体的中介者一般只有一个,即通用中介者

通用中介者

image

中介者所具有的方法doSomething1doSomething2都是比较复杂的业务逻辑,为同事类服务,其实现是依赖各个同事类来完成的。

抽象同事类

image

这个基类也非常简单。一般来说,中介者模式中的抽象都比较简单,是为了建立这个中介而服务的

具体同事类

image

image

为什么同事类要使用构造函数注入中介者,而中介者使用getter/setter方式注入同事类呢? 这是因为同事类必须有中介者,而中介者却可以只有部分同事类

应用

3.1 优点

减少类间的依赖,把原有的一对多的依赖变成了一对一的依赖,同事类只依赖中介者,减少了依赖,当然同时也降低了类间的耦合。

3.2 缺点

中介者会膨胀得很大,而且逻辑复杂,原本N个对象直接的相互依赖关系转换为中介者和同事类的依赖关系,同事类越多,中介者的逻辑就越复杂。

3.3 中介者模式的使用场景

中介者模式简单,但是简单不代表容易使用,很容易被误用。在面向对象的编程中,对象和对象之间必然会有依赖关系,如果某个类和其他类没有任何相互依赖的关系,那这个类就是一个“孤岛”,在项目中就没有存在的必要了!就像是某个人如果永远独立生活,与任何人都没有关系,那这个人基本上就算是野人了——排除在人类这个定义之外。

类之间的依赖关系是必然存在的,一个类依赖多个类的情况也是存在的,存在即合理,那是否可以说只要有多个依赖关系就考虑使用中介者模式呢?答案是否定的 中介者模式未必能帮你把原本凌乱的逻辑整理得清清楚楚,而且中介者模式也是有缺点的,这个缺点在使用不当时会被放大,比如原本就简单的几个对象依赖关系,如果为了使用模式而加入了中介者,必然导致中介者的逻辑复杂化,因此中介者模式的使用需要“量力而行”!中介者模式适用于多个对象之间紧密耦合的情况,紧密耦合的标准是:在类图中出现了蜘蛛网状结构。在这种情况下一定要考虑使用中介者模式,这有利于把蜘蛛网梳理为星型结构,使原本复杂混乱的关系变得清晰简单

4 实际应用

中介者模式也叫做调停者模式,是什么意思呢?一个对象要和N多个对象交流,就像对象间的战争,很混乱。这时,需要加入一个中心,所有的类都和中心交流,中心说怎么处理就怎么处理,我们举一些在开发和生活中经常会碰到的例子。

● 机场调度中心 大家在每个机场都会看到有一个“××机场调度中心”,它就是具体的中介者,用来调度每一架要降落和起飞的飞机 比如,某架飞机(同事类)飞到机场上空了,就询问调度中心(中介者)“我是否可以降落”以及“降落到哪个跑道”,调度中心(中介者)查看其他飞机(同事类)情况,然后通知飞机降落。如果没有机场调度中心,飞机飞到机场了,飞行员要先看看有没有飞机和自己一起降落的,有没有空跑道,停机位是否具备等情况,这种局面是难以想象的!

● MVC框架 大家都应该使用过SpringMVC,MVC框架,其中的C(Controller)就是一个中介者,叫做前端控制器(Front Controller),它的作用就是把M(Model,业务逻辑)和V(View,视图)隔离开,协调M和V协同工作,把M运行的结果和V代表的视图融合成一个前端可以展示的页面,减少M和V的依赖关系。MVC框架已经成为一个非常流行、成熟的开发框架,这也是中介者模式的优点的一个体现。

● 媒体网关 媒体网关也是一个典型的中介者模式,比如使用MSN时,张三发消息给李四,其过程应该是这样的:张三发送消息,MSN服务器(中介者)接收到消息,查找李四,把消息发送到李四,同时通知张三,消息已经发送。在这里,MSN服务器就是一个中转站,负责协调两个客户端的信息交流,与此相反的就是IPMsg(也叫飞鸽),它没有使用中介者,而直接使用了UDP广播的方式,每个客户端既是客户端也是服务器端。

● 中介服务 现在中介服务非常多,比如租房中介、出国中介,这些也都是中介模式的具体体现,比如你去租房子,如果没有房屋中介,你就必须一个一个小区去找,看看有没有空房子,有没有适合自己的房子,找到房子后还要和房东签合约,自己检查房屋的家具、水电煤等;有了中介后,你就省心多了,找中介,然后安排看房子,看中了,签合约,中介帮你检查房屋家具、水电煤等等。这也是中介模式的实际应用。

5 最佳实践

中介者模式很少用到接口或者抽象类,这与依赖倒置原则是冲突的,这是什么原因呢?

  • 首先,既然是同事类而不是兄弟类(有相同的血缘),那就说明这些类之间是协作关系,完成不同的任务,处理不同的业务,所以不能在抽象类或接口中严格定义同事类必须具有的方法(从这点也可以看出继承是高侵入性的)。这是不合适的,就像你我是同事,虽然我们大家都是朝九晚五地上班,但是你跟我干的活肯定不同,不可能抽象出一个父类统一定义同事所必须有的方法。当然,每个同事都要吃饭、上厕所,可以把这些最基本的信息封装到抽象中,但这些最基本的行为或属性是中介者模式要关心的吗?如果两个对象不能提炼出共性,那就不要刻意去追求两者的抽象,抽象只要定义出模式需要的角色即可。当然如果严格遵守面向接口编程的话,则是需要抽象的,这就需要读者在实际开发中灵活掌握
  • 其次,在一个项目中,中介者模式可能被多个模块采用,每个中介者所围绕的同事类各不相同,你能抽象出一个具有共性的中介者吗?不可能,一个中介者抽象类一般只有一个实现者,除非中介者逻辑非常复杂,代码量非常大,这时才会出现多个中介者的情况。所以,对于中介者来说,抽象已经没有太多的必要。

中介者模式是一个非常好的封装模式,也是一个很容易被滥用的模式,一个对象依赖几个对象是再正常不过的事情,但是纯理论家就会要求使用中介者模式来封装这种依赖关系,这是非常危险的!使用中介模式就必然会带来中介者的膨胀问题,这在一个项目中是很不恰当的。大家可以在如下的情况下尝试使用中介者模式:

● N个对象之间产生了相互的依赖关系(N>2)。

● 多个对象有依赖关系,但是依赖的行为尚不确定或者有发生改变的可能,在这种情况下一般建议采用中介者模式,降低变更引起的风险扩散。

● 产品开发。一个明显的例子就是MVC框架,把中介者模式应用到产品中,可以提升产品的性能和扩展性,但是对于项目开发就未必,因为项目是以交付投产为目标,而产品则是以稳定、高效、扩展为宗旨。

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏陈满iOS

iOS面试经验总结(某PA金融科技篇)

也许面试官自己也没自己实现过,毕竟有些东西苹果为什么这样设计,若不是苹果公司的工程师无法知道。

13930
来自专栏魏琼东

AgileEAS.NET平台开发实例-药店系统-快速的SAAS开发体验

一、AgileEAS.NET应用开发简介 在4月份,callhot写过一系列的有关于AgileEAS.NET平台的开发应用的系列AgileEAS.NET平台开发...

27160
来自专栏Golang语言社区

求取一份极致的简单:全链路跟踪中间件探索之路

公司内部的业务系统有近千个,基本上很少有比较孤立的;尤其外部系统,即便用户在页面上一个很普通的操作,后台也需要少则几个多则几十个服务协同完成。以前我们定位调用链...

14910
来自专栏java一日一条

13个不容错过的Java项目

GitHub可谓一座程序开发的大宝库,有些素材值得fork,有些则能帮助我们改进自有代码或者学习编程技能。无论如何,开发工作当中我们几乎不可能绕得开GitHub...

69210
来自专栏向治洪

为什么我们要使用ssh框架技术,及感想

前言:       在公司从C++转向Java Web方向大概有3个月(11月初-1月底)了。三个月前对Java和Web还几乎是零基础。然后从安装Eclipse...

22370
来自专栏陈树义

【超实用】面对枯燥的源码,如何才能坚持看下去?

一个软件开发人员,工作到了一定的年限(一般是3、4年左右),如果他还没学会阅读源码,那么他就会遇到瓶颈。因为到了这个时候的开发,他应该不仅仅只会做那些 CURD...

16750
来自专栏我思故我在

ABP框架 - N层架构

16630
来自专栏Java技术分享

谈谈MVC模式

1. 如何设计一个程序的结构,这是一门专门的学问,叫做"架构模式"(architectural pattern),属于编程的方法论。 MVC模式就是架构模式的一...

22070
来自专栏北京马哥教育

Python爬虫爬取知乎小结

最近学习了一点网络爬虫,并实现了使用Python来爬取知乎的一些功能,这里做一个小的总结。网络爬虫是指通过一定的规则自动的从网上抓取一些信息的程序或脚本。我们知...

29340
来自专栏程序员互动联盟

小白如何学好linux?

首先我们还是来普及以下概念,讲点虚的。 现在是图形系统的天下,windows我们用了20年。成功归功与它图形界面,你会点鼠标吗你会敲键盘吗?所以你会上网会聊天会...

40470

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券