【设计模式】外观模式

外观模式（Facade Pattern）隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。

这种模式涉及到一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。

基本介绍

• 意图：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

• 主要解决：降低访问复杂系统的内部子系统时的复杂度，简化客户端与之的接口。

• 何时使用：
  • 1、客户端不需要知道系统内部的复杂联系，整个系统只需提供一个"接待员"即可。
  • 2、定义系统的入口。

• 如何解决：客户端不与系统耦合，外观类与系统耦合。

• 关键代码：在客户端和复杂系统之间再加一层，这一层将调用顺序、依赖关系等处理好。

• 应用实例：
  • 1、去医院看病，可能要去挂号、门诊、划价、取药，让患者或患者家属觉得很复杂，如果有提供接待人员，只让接待人员来处理，就很方便。
  • 2、JAVA 的三层开发模式。
• 优点：
  • 1、减少系统相互依赖。
  • 2、提高灵活性。
  • 3、提高了安全性。

• 缺点：不符合开闭原则，如果要改东西很麻烦，继承重写都不合适。

• 使用场景：
  • 1、为复杂的模块或子系统提供外界访问的模块。
  • 2、子系统相对独立。
  • 3、预防低水平人员带来的风险。

注意事项：在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口。

概括

基本介绍

1. 外观模式（Facade），也叫“过程模式：外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用
2. 外观模式通过定义一个一致的接口，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节

外观模式原理类图

对类图说明(分类外观模式的角色)

1. 外观类(Facade)：为调用端提供统一的调用接口，外观类知道哪些子系统负责处理请求，从而将调用端的请求代理给适当子系统对象
2. 调用者(Client)：外观接口的调用者
3. 子系统的集合：指模块或者子系统，处理 Facade 对象指派的任务，他是功能的实际提供者

我的理解

即 控制器 controller，也可以理解为接待人员。

应用实例

影院管理项目
组建一个家庭影院：
DVD 播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机,要求完成使用家庭影院的功能，其过程为：

• 直接用遥控器：统筹各设备开关
• 开爆米花机
• 放下屏幕
• 开投影仪
• 开音响
• 开 DVD，选 dvd
• 去拿爆米花
• 调暗灯光
• 播放
• 观影结束后，关闭各种设备

使用传统方式

类图：

传统方式解决影院管理问题分析

1. 在 ClientTest 的 main 方法中，创建各个子系统的对象，并直接去调用子系统(对象)相关方法，会造成调用过程混乱，没有清晰的过程
2. 不利于在 ClientTest 中，去维护对子系统的操作
3. 解决思路：定义一个高层接口，给子系统中的一组接口提供一个一致的界面(比如在高层接口提供四个方法（ready, play, pause, end），用来访问子系统中的一群接口
4. 也就是说 就是通过定义一个一致的接口(界面类)，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节 => 外观模式

使用外观模式

外观模式解决影院管理说明

1. 外观模式可以理解为转换一群接口，客户只要调用一个接口，而不用调用多个接口才能达到目的。比如：在 pc 上安装软件的时候经常有一键安装选项（省去选择安装目录、安装的组件等等），还有就是手机的重启功能（把关机和启动合为一个操作）。
2. 外观模式就是解决多个复杂接口带来的使用困难，起到简化用户操作的作用
3. 示意图说明
   

外观模式应用实例

1. 应用实例要求
2. 使用外观模式来完成家庭影院项目
3. 思路分析和图解(类图)
   

代码实现：

DVDPlayer

package com.atguigu.facade;

public class DVDPlayer {

    //使用单例模式, 使用饿汉式
    private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();


    public static DVDPlayer getInstanc() {
        return instance;
    }
    

    public void on() { 
        System.out.println(" dvd on ");
    }

    public void off() { 
        System.out.println(" dvd off ");
    }

    public void play() {
        System.out.println(" dvd is playing ");
    }

    //....
    public void pause() { 
        System.out.println(" dvd pause ..");
    }
}

Popcorn

package com.atguigu.facade;

public class Popcorn {

    private static Popcorn instance = new Popcorn();

    public static Popcorn getInstance() {
        return instance;
    }

    public void on() {
        System.out.println(" popcorn on ");
    }

    public void off() { 
        System.out.println(" popcorn ff ");
    }

    public void pop() {
        System.out.println(" popcorn is poping  ");
    }
}

Projector

package com.atguigu.facade;

public class Projector {

    private static Projector instance = new Projector();

    public static Projector getInstance() { 
        return instance;
    }

    public void on() {
        System.out.println(" Projector on ");
    }

    public void off() {
        System.out.println(" Projector ff ");
    }

    public void focus() {
        System.out.println(" Projector is Projector ");
    }
    //...
}

Screen

package com.atguigu.facade;


public class Screen {

    private static Screen instance = new Screen();

    public static Screen getInstance() { 
        return instance;
    }

    public void up() { 
        System.out.println(" Screen up ");
    }

    public void down() { 
        System.out.println(" Screen down ");
    }
}

Stereo

package com.atguigu.facade;

public class Stereo {

    private static Stereo instance = new Stereo();

    public static Stereo getInstance() { 
        return instance;
    }

    public void on() { 
        System.out.println(" Stereo on ");
    }

    public void off() { 
        System.out.println(" Screen off ");
    }

    public void up() {
        System.out.println(" Screen up.. ");
    }
    //...
}

TheaterLight

package com.atguigu.facade;

public class TheaterLight {

    private static TheaterLight instance = new TheaterLight();

    public static TheaterLight getInstance() {
        return instance;
    }

    public void on() {
        System.out.println(" TheaterLight on ");
    }

    public void off() {
        System.out.println(" TheaterLight off ");
    }

    public void dim() {
        System.out.println(" TheaterLight dim.. ");
    }

    public void bright() {
        System.out.println(" TheaterLight bright.. ");
    }
}

HomeTheaterFacade

package com.atguigu.facade;


public class HomeTheaterFacade {

    //定义各个子系统对象
    private TheaterLight theaterLight; 
    private Popcorn popcorn;
    private Stereo stereo; 
    private Projector projector; 
    private Screen screen;
    private DVDPlayer dVDPlayer;


    //构造器
    public HomeTheaterFacade() { 
        super();
        this.theaterLight = TheaterLight.getInstance(); 
        this.popcorn = Popcorn.getInstance();
        this.stereo = Stereo.getInstance();
        this.projector = Projector.getInstance();
        this.screen = Screen.getInstance(); 
        this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();
    }


    //操作分成 4  步
    public void ready() { 
        popcorn.on(); 
        popcorn.pop(); 
        screen.down(); 
        projector.on(); 
        stereo.on(); 
        dVDPlayer.on(); 
        theaterLight.dim();
    }

    public void play() { 
        dVDPlayer.play();
    }

    public void pause() { 
        dVDPlayer.pause();
    }

    public void end() { 
        popcorn.off();
        theaterLight.bright();
        screen.up(); 
        projector.off(); 
        stereo.off(); 
        dVDPlayer.off();
    }
}

Client

package com.atguigu.facade;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //这里直接调用。。 很麻烦
        HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade(); 

        homeTheaterFacade.ready();
        homeTheaterFacade.play();
        homeTheaterFacade.end();
    }
}

外观模式在 MyBatis 框架应用的源码分析

1. MyBatis 中的 Configuration 去创建 MetaObject 对象使用到外观模式
2. 代码分析+Debug 源码+示意图
   
3. 对源码中使用到的外观模式的角色类图
   

外观模式的注意事项和细节

1. 外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性
2. 外观模式对客户端与子系统的耦合关系 - 解耦，让子系统内部的模块更易维护和扩展
3. 通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次
4. 当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用 Facade 模式
5. 在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个 Facade 类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口，让新系统与 Facade 类交互，提高复用性
6. 不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好。要以让系统有层次，利于维护为目的。