设计模式(17)--Mediator(中介者模式)行为型
作者QQ：1095737364 QQ群：123300273 欢迎加入！
1.模式定义:
用一个中介者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。
中介者模式是对象的行为模式。中介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。
2.模式特点:
中介者就是一个处于众多对象中间，并恰当地处理众多对象之间相互之间的联系的角色。以上代码中只有两个参与者类，但是这些我们都可以根据中介者模式的宗旨进行适当地扩展，即增加参与者类，然后中介者就得担负更加重的任务了，我们看到上面具体中介者类Mediator中的方法比较多而且有点乱。 所以，在解耦参与者类之间的联系的同时，中介者自身也不免任务过重，因为几乎所有的业务逻辑都交代到中介者身上了，可谓是“万众期待”的一个角色了。这就是中介者模式的不足之处了。此外，上面这个代码例子的参与者的属性和方法都是一样的，我们可以抽取一个抽象类出来，减少代码，但是有时候我们根本抽取不了多个“参与者”之间的共性来形成一个抽象类，这也大大增加了中介者模式的使用难度。
中介者模式的解决思路，就和“主板”一样，通过引入一个中介对象，让其他对象都只和这个中介者对象交互，而中介者对象是知道怎样和其他对象交互。这样一来，对象直接的交互关系就没有了，从而实现了松散耦合。
对于中介对象而言，所有相互交互的对象，都视为同事类，中介对象就是用来维护各个同事对象之间的关系，所有的同事类都只和中介对象交互，也就是说，中介对象是需要知道所有的同事对象的。
当一个同事对象自身发生变化时，它是不知道会对其他同事对象产生什么影响，它只需要通知中介对象，“我发生变化了”，中介对象会去和其他同事对象进行交互的。这样一来，同事对象之间的依赖就没有了。
有了中介者之后，所有的交互都封装在了中介对象里面，各个对象只需要关心自己能做什么就行，不需要再关系做了之后会对其他对象产生什么影响，也就是无需再维护这些关系了。
3.使用场景:
(1)一组定义良好的对象，现在要进行复杂的通信。
(2)定制一个分布在多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。
(3)对象间的交互虽定义明确然而非常复杂，导致一组对象彼此相互依赖而且难以理解。
(4)因为对象引用了许多其他对象并与其通信，导致对象难以复用。
(5)想要定制一个分布在多个类中的逻辑或者行为，又不想生成太多子类。
在面向对象编程中，一个类必然会与其他的类发生依赖关系，完全独立的类是没有意义的。一个类同时依赖多个类的情况也相当普遍，既然存在这样的情况，说明，一对多的依赖关系有它的合理性，适当的使用中介者模式可以使原本凌乱的对象关系清晰，但是如果滥用，则可能会带来反的效果。一般来说，只有对于那种同事类之间是网状结构的关系，才会考虑使用中介者模式。可以将网状结构变为星状结构，使同事类之间的关系变的清晰一些。
中介者模式是一种比较常用的模式，也是一种比较容易被滥用的模式。对于大多数的情况，同事类之间的关系不会复杂到混乱不堪的网状结构，因此，大多数情况下，将对象间的依赖关系封装的同事类内部就可以的，没有必要非引入中介者模式。滥用中介者模式，只会让事情变的更复杂。
4.模式实现:
中介者模式的示意性类图如下所示：
中介者模式包括以下角色：
(1)抽象中介者(Mediator)角色：
定义出同事对象到中介者对象的接口，其中主要方法是一个（或多个）事件方法。
public interface Mediator { /** * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者方法 * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互 */ public void changed(Colleague c); }
(2)具体中介者(ConcreteMediator)角色：
实现了抽象中介者所声明的事件方法。具体中介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。
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 */ } }
(3)抽象同事类(Colleague)角色：
定义出中介者到同事对象的接口。同事对象只知道中介者而不知道其余的同事对象。
public abstract class Colleague { //持有一个中介者对象 private Mediator mediator; /** * 构造函数 */ public Colleague(Mediator mediator){ this.mediator = mediator; } /** * 获取当前同事类对应的中介者对象 */ public Mediator getMediator() { return mediator; } }
(4)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，就与持有的中介者通信，中介者会负责与其他的同事交互。
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，通知中介者对象 getMediator().changed(this); } } 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，通知中介者对象 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。
要使用中介者模式来实现示例，那就要区分出同事对象和中介者对象。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
[1]抽象同事类
public abstract class Colleague { //持有一个中介者对象 private Mediator mediator; /** * 构造函数 */ public Colleague(Mediator mediator){ this.mediator = mediator; } /** * 获取当前同事类对应的中介者对象 */ public Mediator getMediator() { return mediator; } }
[2]同事类——光驱
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); } }
[3]同事类——CPU
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); } }
[4]同事类——显卡
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); } }
[5]同事类——声卡
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); } }
[6]抽象中介者类
public interface Mediator { /** * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者方法 * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互 */ public void changed(Colleague c); }
[7]具体中介者类
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); } }
[8]客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建中介者——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); //让中介者知道所有同事 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(); } }
运行结果如下：
5.优缺点:
(1)中介者模式的优点：
[1]简化了对象之间的交互：它用中介者和同事的一对多交互代替了原来同事之间的多对多交互，一对多关系更容易理解、维护和扩展，将原本难以理解的网状结构转换成相对简单的星型结构。
[2]各同事对象之间解耦：中介者有利于各同事之间的松耦合，我们可以独立的改变和复用每一个同事和中介者，增加新的中介者和新的同事类都比较方便，更好地符合“开闭原则”。
[3]减少子类生成：中介者将原本分布于多个对象间的行为集中在一起，改变这些行为只需生成新的中介者子类即可，这使各个同事类可被重用，无须对同事类进行扩展。
[4]松散耦合:中介者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到中介者对象里面，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。
[5]集中控制交互:多个同事对象的交互，被封装在中介者对象里面集中管理，使得这些交互行为发生变化的时候，只需要修改中介者对象就可以了，当然如果是已经做好的系统，那么就扩展中介者对象，而各个同事类不需要做修改。
[6]多对多变成一对多:没有使用中介者模式的时候，同事对象之间的关系通常是多对多的，引入中介者对象以后，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。
(2)中介者模式的缺点
[1]中介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中介者的时候，会导致中介者对象变得十分复杂，而且难于管理和维护。
[2]中介者模式的缺点是显而易见的，因为这个“中介“承担了较多的责任，所 以一旦这个中介对象出现了问题，那么整个系统就会受到重大的影响。
6.应用实例：
[1]Mediator模式在事件驱动类应用中比较多，例如聊天、消息传递等等，需要有一个MessageMediator，专门负责request/reponse之间任务的调节。
[2]MVC模式中，Controller是一种Mediator。
[3]JDK的具体应用：
java.util.Timer
java.util.concurrent.Executor#execute()
java.util.concurrent.ExecutorService#submit()
java.lang.reflect.Method#invoke()
