软件设计模式修炼 -- 中介者模式

对于那些存在对象之间复杂交互关系的系统，中介者模式提供了一种简化复杂交互的解决方案，即通过引入一个中介者，将原本对象之间的两两交互转化为每个对象与中介者之间的交互

模式动机

以微信聊天为例，可以用户与用户直接聊天，也可以通过微信群聊天。前者的话，用户要和别的用户加为好友，即用户和用户之间存在多对多关系，一个用户如果要将相同的信息发送给所有其他用户，必须一个一个发送。而如果使用群聊天，一个用户可以向多个用户发送相同信息而无须一一进行发送，只需将信息发送到群中即可，群的作用就是将发送者所发送的信息转发给每一个接收者用户。

在用户与用户直接聊天的设计方案中，用户对象之间存在很强关联性，将导致系统出现如下问题：

• 系统结构复杂
• 对象可重用性差
• 系统扩展混乱

根据单一职责原则，我们应尽量将对象细化，使其只负责单一职责。一个由很多对象构成的模块，为了减少对象两两之间复杂的引用关系，我们需要使用中介者模式，这就是中介者模式的模式动机。

模式定义

用一个中介对象来封装一系列对象交互，中介者使各对象不需显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立改变它们之间的交互。中介者模式又称调停者模式，它是一种对象行为型模式。

模式结构

1. Mediator（抽象中介者）

   定义一个接口，该接口应用于各同事对象之间的通信

2. ConcreteMediator（具体中介者）

   抽象中介类的子类，通过协调各个同事对象来实现协作行为，了解并维护它对各个同事对象的引用。

3. Colleague（抽象同事类）

   定义各同事的公有方法

4. ConcreteColleague（具体同事类）

   每一个同事对象都引用一个中介者对象，每一个同事对象在需要时和其他同事对象通信时，先与中介者通信，通过中介者来间接完成与其他同事的通信

模式分析

通过引入中介者对象，可以将系统的网状结构变成以中介者为中心的星状结构。在这个形状结构中，同事对象不再直接与另一个对象联系，它通过中介者对象与另一个对象发生相互作用。

如果对象之间存在多对多的相互关系，可以将对象之间的一些交互行为从各个对象中分离出来，并集中封装在一个中介者对象中，并由该中介者进行通信和协调，这样对象间的多对多的复杂关系就可以通过简单的多对一关系实现，符合迪米特法则，即“只与你直接的朋友们通信，而且只要可能，朋友数目越少越好”。

中介者承担了以下两方面的职责：

• 中转作用：通过中介者提供的中转作用，各个同事对象不需要显式引用其他同事，当需要和其他同事进行通信时，通过中介者即可
• 协调作用：中介者可以更进一步对同事之间的关系进行封装，同事一致地和中介者进行交互，而不需要指明中介者具体怎么做。中介者根据封装在自身内部的逻辑协调，对同事的请求进行进一步处理，将同事成员之间的关系行为进行分离和封装

模式实例之虚拟聊天室

某论坛会员通过聊天室进行信息交流，普通会员（CommonMember）可以给其他会员发送文本信息，钻石会员（DiamondMember）既可以给其他会员发送文本信息，还可以发送图片信息。聊天室可以对不雅字符进行过滤，可以对发送图片的大小进行控制。

1. 抽象中介者类 AbstractChatroom（抽象聊天室类）

   public abstract class AbstractChatroom {
       // 注册同事对象的方法
       public abstract void register(Member member);
       // 同事之间发送文本信息方法
       public abstract void sendText(String from, String to, String message);
       // 同事之间发送图片信息
       public abstract void sendImage(String from, String to, String image);
   }
   

2. 抽象同事类 Member（抽象会员类）

   public abstract class Member {
   	// 维持一个抽象中介者的引用，用于调用中介者的方法
       protected AbstractChatroom chatroom;
       protected String name;
   
       public Member(String name) {
           this.name = name;
       }
   
       public AbstractChatroom getChatroom() {
           return chatroom;
       }
   
       public void setChatroom(AbstractChatroom chatroom) {
           this.chatroom = chatroom;
       }
   
       public String getName() {
           return name;
       }
   
       public void setName(String name) {
           this.name = name;
       }
   	
       // 由于不同类型会员发送文本信息和图片信息的方式不同
       // 因此对这两个方法进行抽象声明
       public abstract void sendText(String to, String message);
   
       public abstract void sendImage(String to, String image);
   
       public void receiveText(String from, String message) {
           System.out.println(from + "发送文本给" + this.name + "，内容为：" + message);
       }
   
       public void receiveImage(String from, String image) {
           System.out.println(from + "发送图片给" + this.name + "，内容为：" + image);
       }
   }
   

3. 具体中介者类 ChatGroup（具体聊天室类）

   import java.util.Hashtable;
   
   public class ChatGroup extends AbstractChatroom {
   	
       // 定义一个集合对象存储需要发生交互的同事对象
       private Hashtable<String, Member> members = new Hashtable<String, Member>();
   	
       // 提供注册方式，将同事对象加入集合中
       @Override
       public void register(Member member) {
           if (!members.contains(member)) {
               members.put(member.getName(), member);
               member.setChatroom(this);
           }
       }
   
       @Override
       public void sendText(String from, String to, String message) {
           Member member = members.get(to);
           String newMessage = message;
           //  模拟不雅字符过滤
           newMessage = message.replace("日", "*");
           // 调用会员接收方法
           member.receiveText(from, newMessage);
       }
   
       @Override
       public void sendImage(String from, String to, String image) {
           Member member = members.get(to);
           //  模拟图片大小判断
           if (image.length() > 5) {
               System.out.println("图片太大，发送失败");
           } else {
               // 调用会员接收方法
               member.receiveImage(from, image);
           }
       }
   }
   

4. 具体同事类 CommonMember（普通会员类）

   public class CommonMember extends Member {
   
       public CommonMember(String name) {
           super(name);
       }
   
       @Override
       public void sendText(String to, String message) {
           System.out.println("普通会员发送信息：");
           chatroom.sendText(name, to, message);
       }
   
       @Override
       public void sendImage(String to, String image) {
           System.out.println("普通会员不能发送图片！");
       }
   }
   

5. 具体同事类 DiamondMember（钻石会员类）

   public class DiamondMember extends Member {
   
       public DiamondMember(String name) {
           super(name);
       }
   
       @Override
       public void sendText(String to, String message) {
           System.out.println("钻石会员发送信息：");
           chatroom.sendText(name, to, message);
       }
   
       @Override
       public void sendImage(String to, String image) {
           System.out.println("钻石会员发送图片");
           chatroom.sendImage(name, to, image);
       }
   }
   

6. 客户端测试类 Client

   public class Client {
   
       public static void main(String[] args) {
   
           AbstractChatroom happyChat = new ChatGroup();
   
           Member member1, member2, member3, member4, member5;
           member1 = new DiamondMember("张三");
           member2 = new DiamondMember("李四");
           member3 = new CommonMember("王五");
           member4 = new CommonMember("小芳");
           member5 = new CommonMember("小红");
   
           happyChat.register(member1);
           happyChat.register(member2);
           happyChat.register(member3);
           happyChat.register(member4);
           happyChat.register(member5);
   
           member1.sendText("李四", "李四，你好");
           member2.sendText("张三", "张三，你好");
           member1.sendText("李四", "今天天气不错，有日");
           member2.sendImage("张三", "一个很大很大的太阳");
           member2.sendImage("张三", "太阳");
           member3.sendText("小芳", "还有问题吗？");
           member3.sendText("小红", "还有问题吗？");
           member4.sendText("王五", "没有了，谢谢");
           member5.sendText("王五", "我也没有了");
           member5.sendImage("王五", "谢谢");
       }
   }
   

7. 运行结果

   

如果需要增加新的具体中介类，只需继承抽象中介者类并实现其中方法即可，新的具体中介者类可以对信息进行不同的处理，客户端只需修改少量代码（如果使用配置文件的话可以不修改代码）

如果增加新的同事类，继承抽象同事类并实现即可，同事类之间无直接引用关系。本实例中，中介者对同事类的引用建立在抽象层，因此在客户端实例化新增的同事类即可直接使用该对象

模式优缺点

中介者模式优点：

1. 简化对象间的交互。用中介者和同事的一对多交互代替了原来同事之间多对多交互，更利于理解、维护和扩展。
2. 将各同事解耦。我们可以独立的改变、增加和复用各同事和中介者，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的行为集合在一起，改变这些行为只需生成新的中介者子类即可，各个同事类可被重用。

中介者模式缺点：

1. 具体中介者类包含了同事之间的交互细节，可能会导致中介者类非常复杂，难以维护。

模式适用环境

以下情况可以使用中介者模式：

• 系统对象之间存在复杂的引用关系
• 一个对象由于引用了其他很多对象并直接与其通信，导致难以复用该对象
• 想通过一个中间类来封装多个类的行为，而又不想生成太多子类，可以使用中介者类，在中介者类中定义对象交互的公共行为