设计模式之美学习(六十二)

本文最后更新于:2 个月前

什么时候用中介模式?什么时候用观察者模式?

参考:中介模式:什么时候用中介模式?什么时候用观察者模式?

中介模式跟前面的命令模式、解释器模式类似,也属于不怎么常用的模式,应用场景比较特殊、有限,但是,跟它俩不同的是,中介模式理解起来并不难,代码实现也非常简单。

中介模式的原理和实现

中介模式的英文翻译是 Mediator Design Pattern。在 GoF 中的《设计模式》一书中,它是这样定义的:

Mediator pattern defines a separate (mediator) object that encapsulates the interaction between a set of objects and the objects delegate their interaction to a mediator object instead of interacting with each other directly.

中文就是:中介模式定义了一个单独的(中介)对象,来封装一组对象之间的交互。将这组对象之间的交互委派给与中介对象交互,来避免对象之间的直接交互。

实际上,中介模式的设计思想跟中间层很像,通过引入中介这个中间层,将一组对象之间的交互关系(或者说依赖关系)从多对多(网状关系)转换为一对多(星状关系)。原来一个对象要跟 n 个对象交互,现在只需要跟一个中介对象交互,从而最小化对象之间的交互关系,降低了代码的复杂度,提高了代码的可读性和可维护性。

提到中介模式,有一个比较经典的例子不得不说,那就是航空管制。

为了让飞机在飞行的时候互不干扰,每架飞机都需要知道其他飞机每时每刻的位置,这就需要时刻跟其他飞机通信。飞机通信形成的通信网络就会无比复杂。这个时候,我们通过引入“塔台”这样一个中介,让每架飞机只跟塔台来通信,发送自己的位置给塔台,由塔台来负责每架飞机的航线调度。这样就大大简化了通信网络。

再举一个跟编程开发相关的例子。这个例子与 UI 控件有关,算是中介模式比较经典的应用。

假设有一个比较复杂的对话框,对话框中有很多控件,比如按钮、文本框、下拉框等。当我们对某个控件进行操作的时候,其他控件会做出相应的反应,比如,我们在下拉框中选择“注册”,注册相关的控件就会显示在对话框中。如果我们在下拉框中选择“登陆”,登陆相关的控件就会显示在对话框中。

按照通常习惯的 UI 界面的开发方式,将刚刚的需求用代码实现出来,就是下面这个样子。在这种实现方式中,控件和控件之间互相操作、互相依赖。

public class UIControl {
  private static final String LOGIN_BTN_ID = "login_btn";
  private static final String REG_BTN_ID = "reg_btn";
  private static final String USERNAME_INPUT_ID = "username_input";
  private static final String PASSWORD_INPUT_ID = "pswd_input";
  private static final String REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID = "repeated_pswd_input";
  private static final String HINT_TEXT_ID = "hint_text";
  private static final String SELECTION_ID = "selection";

  public static void main(String[] args) {
    Button loginButton = (Button)findViewById(LOGIN_BTN_ID);
    Button regButton = (Button)findViewById(REG_BTN_ID);
    Input usernameInput = (Input)findViewById(USERNAME_INPUT_ID);
    Input passwordInput = (Input)findViewById(PASSWORD_INPUT_ID);
    Input repeatedPswdInput = (Input)findViewById(REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID);
    Text hintText = (Text)findViewById(HINT_TEXT_ID);
    Selection selection = (Selection)findViewById(SELECTION_ID);

    loginButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      @Override
      public void onClick(View v) {
        String username = usernameInput.text();
        String password = passwordInput.text();
        //校验数据...
        //做业务处理...
      }
    });

    regButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      @Override
      public void onClick(View v) {
      //获取usernameInput、passwordInput、repeatedPswdInput数据...
      //校验数据...
      //做业务处理...
      }
    });

    //...省略selection下拉选择框相关代码....
  }
}

再按照中介模式,将上面的代码重新实现一下。在新的代码实现中,各个控件只跟中介对象交互,中介对象负责所有业务逻辑的处理。

public interface Mediator {
  void handleEvent(Component component, String event);
}

public class LandingPageDialog implements Mediator {
  private Button loginButton;
  private Button regButton;
  private Selection selection;
  private Input usernameInput;
  private Input passwordInput;
  private Input repeatedPswdInput;
  private Text hintText;

  @Override
  public void handleEvent(Component component, String event) {
    if (component.equals(loginButton)) {
      String username = usernameInput.text();
      String password = passwordInput.text();
      //校验数据...
      //做业务处理...
    } else if (component.equals(regButton)) {
      //获取usernameInput、passwordInput、repeatedPswdInput数据...
      //校验数据...
      //做业务处理...
    } else if (component.equals(selection)) {
      String selectedItem = selection.select();
      if (selectedItem.equals("login")) {
        usernameInput.show();
        passwordInput.show();
        repeatedPswdInput.hide();
        hintText.hide();
        //...省略其他代码
      } else if (selectedItem.equals("register")) {
        //....
      }
    }
  }
}

public class UIControl {
  private static final String LOGIN_BTN_ID = "login_btn";
  private static final String REG_BTN_ID = "reg_btn";
  private static final String USERNAME_INPUT_ID = "username_input";
  private static final String PASSWORD_INPUT_ID = "pswd_input";
  private static final String REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID = "repeated_pswd_input";
  private static final String HINT_TEXT_ID = "hint_text";
  private static final String SELECTION_ID = "selection";

  public static void main(String[] args) {
    Button loginButton = (Button)findViewById(LOGIN_BTN_ID);
    Button regButton = (Button)findViewById(REG_BTN_ID);
    Input usernameInput = (Input)findViewById(USERNAME_INPUT_ID);
    Input passwordInput = (Input)findViewById(PASSWORD_INPUT_ID);
    Input repeatedPswdInput = (Input)findViewById(REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID);
    Text hintText = (Text)findViewById(HINT_TEXT_ID);
    Selection selection = (Selection)findViewById(SELECTION_ID);

    Mediator dialog = new LandingPageDialog();
    dialog.setLoginButton(loginButton);
    dialog.setRegButton(regButton);
    dialog.setUsernameInput(usernameInput);
    dialog.setPasswordInput(passwordInput);
    dialog.setRepeatedPswdInput(repeatedPswdInput);
    dialog.setHintText(hintText);
    dialog.setSelection(selection);

    loginButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      @Override
      public void onClick(View v) {
        dialog.handleEvent(loginButton, "click");
      }
    });

    regButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
      @Override
      public void onClick(View v) {
        dialog.handleEvent(regButton, "click");
      }
    });

    //....
  }
}

从代码中可以看出,原本业务逻辑会分散在各个控件中,现在都集中到了中介类中。实际上,这样做既有好处,也有坏处。好处是简化了控件之间的交互,坏处是中介类有可能会变成大而复杂的“上帝类”(God Class)。所以,在使用中介模式的时候,要根据实际的情况,平衡对象之间交互的复杂度和中介类本身的复杂度。

中介模式 VS 观察者模式

观察者模式有多种实现方式,虽然经典的实现方式没法彻底解耦观察者和被观察者,观察者需要注册到被观察者中,被观察者状态更新需要调用观察者的 update() 方法。但是,在跨进程的实现方式中,可以利用消息队列实现彻底解耦,观察者和被观察者都只需要跟消息队列交互,观察者完全不知道被观察者的存在,被观察者也完全不知道观察者的存在。

前面提到,中介模式也是为了解耦对象之间的交互,所有的参与者都只与中介进行交互。而观察者模式中的消息队列,就有点类似中介模式中的“中介”,观察者模式的中观察者和被观察者,就有点类似中介模式中的“参与者”。那问题来了:中介模式和观察者模式的区别在哪里呢?什么时候选择使用中介模式?什么时候选择使用观察者模式呢?

在观察者模式中,尽管一个参与者既可以是观察者,同时也可以是被观察者,但是,大部分情况下,交互关系往往都是单向的,一个参与者要么是观察者,要么是被观察者,不会兼具两种身份。也就是说,在观察者模式的应用场景中,参与者之间的交互关系比较有条理。

而中介模式正好相反。只有当参与者之间的交互关系错综复杂,维护成本很高的时候,才考虑使用中介模式。毕竟,中介模式的应用会带来一定的副作用,前面也讲到,它有可能会产生大而复杂的上帝类。除此之外,如果一个参与者状态的改变,其他参与者执行的操作有一定先后顺序的要求,这个时候,中介模式就可以利用中介类,通过先后调用不同参与者的方法,来实现顺序的控制,而观察者模式是无法实现这样的顺序要求的。

重点回顾

中介模式的设计思想跟中间层很像,通过引入中介这个中间层,将一组对象之间的交互关系(或者依赖关系)从多对多(网状关系)转换为一对多(星状关系)。原来一个对象要跟 n 个对象交互,现在只需要跟一个中介对象交互,从而最小化对象之间的交互关系,降低了代码的复杂度,提高了代码的可读性和可维护性。

观察者模式和中介模式都是为了实现参与者之间的解耦,简化交互关系。两者的不同在于应用场景上。在观察者模式的应用场景中,参与者之间的交互比较有条理,一般都是单向的,一个参与者只有一个身份,要么是观察者,要么是被观察者。而在中介模式的应用场景中,参与者之间的交互关系错综复杂,既可以是消息的发送者、也可以同时是消息的接收者。


 目录


欢迎关注我的公众号😘