（二十五）Java设计模式之调停者模式

落日映苍穹つ 2022-06-05 23:09 145阅读 0赞

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。**

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为什么需要调停者  
**重点内容**  
　　如下图所示，这个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。  
　　 ![这里写图片描述][SouthEast]

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。  
　　![这里写图片描述][SouthEast 1]

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。  
　　![这里写图片描述][SouthEast 2]

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。

![这里写图片描述][SouthEast 3]

**调停者模式的结构**

调停者模式的示意性类图如下所示：  
　　![这里写图片描述][SouthEast 4]

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

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

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

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

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);
        }
    }

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。

![这里写图片描述][SouthEast 5]

**源代码**

抽象同事类

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);
        }
    }

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);
        }
    
    }

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);
        }
    }

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);
        }
    }

抽象调停者类

具体调停者类

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);
        }
    }

客户端类

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();
    
        }
    
    }

运行结果如下：  
　　![这里写图片描述][SouthEast 6]

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。

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[SouthEast 4]: /images/20220606/e688dd4a471242039c717c4b8f8b9a60.png
[SouthEast 5]: /images/20220606/625c46e4fbe5418cb6b6c7ca5700b495.png
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