设计模式之外观模式（Facade）详解及代码示例

一、外观模式的定义

　　外观（Facade）模式的定义：又叫门面模式，是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体的细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。

二、外观模式优缺点

　　优点：

• 简化了调用过程，无需了解深入子系统，防止带来风险
• 减少系统依赖、松散耦合
• 更好的划分访问层次
• 符合迪米特法则，即最少知道原则

　　缺点：

• 增加子系统、扩展子系统行为容易引入风险
• 不符合开闭原则

三、外观模式的实现

　　外观（Facade）模式的结构比较简单，主要是定义了一个高层接口。它包含了对各个子系统的引用，客户端可以通过它访问各个子系统的功能。现在来分析其基本结构和实现方法。

　　外观（Facade）模式包含以下主要角色。

• 外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口。
• 子系统（Sub System）角色：实现系统的部分功能，客户可以通过外观角色访问它。
• 客户（Client）角色：通过一个外观角色访问各个子系统的功能。

　　其结构图如图所示：

　　　　　　　　　　　　　　

　　代码常见有两种情况都是属于外观模式，如下代码：

　　所有子系统实现统一接口：

public interface System {
    public void dosomething();
}

public class SubSystemA implements System {

    public void dosomething() {
        System.out.println("子系统方法A");
    }
}

public class SubSystemB implements System {

    public void dosomething() {
        System.out.println("子系统方法B");
    }
}

public class Facade {

    //被委托的对象
    System a,b;
    
    public Facade() {
        a = new SubSystemA();
        b = new SubSystemB();
    }
    
    //提供给外部访问的方法
    public void methodA() {
        this.a.dosomething();
    }
    
    public void methodB() {
        this.b.dosomething();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        
        facade.methodA();
        facade.methodB();
    }
}

　　所有子系统未实现统一接口：

public class SubSystemA {

    public void dosomethingA() {
        System.out.println("子系统方法A");
    }
}

public class SubSystemB {

    public void dosomethingB() {
        System.out.println("子系统方法B");
    }
}

public class Facade {

    //被委托的对象
    SubSystemA a;
    SubSystemB b;
    
    public Facade() {
        a = new SubSystemA();
        b = new SubSystemB();
    }
    
    //提供给外部访问的方法
    public void methodA() {
        this.a.dosomethingA();
    }
    
    public void methodB() {
        this.b.dosomethingB();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        
        facade.methodA();
        facade.methodB();
    }
}

　　测试结果如下：

子系统方法A
子系统方法B

四、外观模式的应用场景

　　通常在以下情况下可以考虑使用外观模式。

• 子系统越来越复杂，增加外观模式提供简单接口调用
• 构建多层系统结构，利用外观对象作为每层的入口，简化层间调用

五、外观模式的扩展

　　在外观模式中，当增加或移除子系统时需要修改外观类，这违背了“开闭原则”。如果引入抽象外观类，则在一定程度上解决了该问题，其结构图如图所示：
　　　　　　　　　　 

　　代码如下：

public class FacadePattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Facade f=new FacadeImpl1();
        f.method();
        f=new FacadeImpl2();
        f.method();
    }
}

interface Facade {
    public void method();
}

//外观角色
class FacadeImpl1 implements Facede
{
    private SubSystem01 obj1=new SubSystem01();
    private SubSystem02 obj2=new SubSystem02();
    private SubSystem03 obj3=new SubSystem03();
    public void method()
    {
        obj1.method1();
        obj2.method2();
        obj3.method3();
    }
}
//外观角色
class FacadeImpl1 implements Facede
{
    private SubSystem02 obj2=new SubSystem02();
    private SubSystem03 obj3=new SubSystem03();
    private SubSystem04 obj4=new SubSystem04();
    public void method()
    {
        obj2.method2();
        obj3.method3();
        obj4.method4();
    }
}

//子系统角色
class SubSystem01
{
    public  void method1()
    {
        System.out.println("子系统01的method1()被调用！");
    }   
}
//子系统角色
class SubSystem02
{
    public  void method2()
    {
        System.out.println("子系统02的method2()被调用！");
    }   
}
//子系统角色
class SubSystem03
{
    public  void method3()
    {
        System.out.println("子系统03的method3()被调用！");
    }   
}
//子系统角色
class SubSystem04
{
    public  void method4()
    {
        System.out.println("子系统04的method4()被调用！");
    }   
}