外观模式

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

1. 开爆米花机
2. 放下屏幕
3. 开投影仪
4. 开音响
5. 开 DVD， 选 DVD
6. 去拿爆米花
7. 调暗灯光
8. 播放
9. 观影结束后， 关闭各种设备

传统方式解决影院管理

每个设备都对应于一个类，导致客户端依次调用类的方法, 使用时，直接依赖于具体的类

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 代码中对子系统进行维护操作

解决思路：

1. 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
2. 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

1. 外观模式

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
3. 外观模式属于结构型模式

外观模式原理类图

原理类图的说明(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

结构图:

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）。

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

所以对于一些复杂的多个系统(类)的调用, 不应该在使用方直接使用,可以将一些常用操作封装起来, 对外暴露一个"外观",内部对各个子系统进行调用

代码实现

类图:

1. 各个子系统,

   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 ..");
   	}
   	
   }
   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  ");
   	}
   	
   }
   
   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 ");
   	}
   
   }
   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.. ");
   	}
   
   	// ...
   }
   
   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.. ");
   	}
   }
   
   

2. 外观类,对各个系统的调用封装

   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();
   	}
   
   }
   
   

3. client, 测试

   public class Client {
   
   	public static void main(String[] args) {
   		// 这里直接调用。。。很麻烦，也不利于扩展
           
           // 使用外观模式
   		HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
   		homeTheaterFacade.ready();
   		homeTheaterFacade.play();
   		homeTheaterFacade.end();
   	}
   
   }
   
   

2. Tomcat 外观模式

使用tomcat作为web容器时，接收浏览器发送过来的请求，tomcat会将请求信息封装成ServletRequest对象，如下图①处对象。但是大家想想ServletRequest是一个接口，它还有一个子接口HttpServletRequest，而我们知道该request对象肯定是一个HttpServletRequest对象的子实现类对象，到底是哪个类的对象呢？可以通过输出request对象，我们就会发现是一个名为RequestFacade的类的对象。

RequestFacade类就使用了外观模式。先看结构图：

为什么在此处使用外观模式呢？

​ 定义 RequestFacade 类，分别实现 ServletRequest ，同时定义私有成员变量 Request ，并且方法的实现调用 Request 的实现。然后，将 RequestFacade上转为 ServletRequest 传给 servlet 的 service 方法，这样即使在 servlet 中被下转为 RequestFacade ，也不能访问私有成员变量对象中的方法。既用了 Request ，又能防止其中方法被不合理的访问。即RequestFacade 就为 Request 的外观类, 内存对Request 进行各种复杂的操作,但是只暴露仅有的几个方法,供上层使用

3. 外观模式的总结

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，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