2021设计模式春招面试复习：中介者模式

朱雀 2023-01-05 12:21 140阅读 0赞

# 0源码地址 #

https://github.com/ImViper/design\_pattern

# 0 进销存管理简介 #

各个公司都有相同的三个环节：采购、销售和库存

*  比如一个软件公司，要开发软件，就需要购买开发环境，如Windows操作系统、数据库产品等，这就是采购
 *  开发完产品还要把产品推销出
 *  有产品就必然有库存，软件产品也有库存，虽然不需要占用库房空间，但也要占用光盘或硬盘，这也是库存  
    就来讲讲它的原理和设计，一般的做法都是通过数据库来完成相关产品的管理  
    ![进销存示意图][52c916550b51eed7fed03331e4473e48.png]

以终端销售商（以服务最终客户为目标的企业，如超市）为例，采购部门要采购IBM的电脑，它根据以下两个要素来决定采购数量。

● 销售情况  
销售部门要反馈销售情况，畅销就多采购，滞销就不采购

● 库存情况  
即使是畅销产品，库存都有1000台了，每天才卖出去10台，也不需再采购

销售模块是企业的赢利核心，对其他两个模块也有影响：

● 库存情况  
库房有货，才能销售

● 督促采购  
在特殊情况下，比如一个企业客户要一次性购买100台电脑，库存只有80台，这时需要催促采购部门赶快采购

同样库存管理也对其他两个模块有影响

*  库房是有容积限制的，不可能无限大，所以就有了清仓处理，那就要求采购部门停止采购，同时销售部门进行打折销售

分析来看，这三个模块都有自己的行为，并且与其他模块之间的行为产生关联，类似于我们办公室的同事，大家各干各的活，但是彼此之间还是有交叉的，于是彼此之间就产生紧耦合，也就是一个团队  
我们先来实现这个进销存

# 1 实现进销系统 #

![简单的进销存类图][b4946b5e1d2a3754e66da6d48a4b85a8.png]  
![image][]

## Purchase 采购管理 ##

![image][image 1]  
`Purchase`定义了采购电脑的标准

*  如果销售情况比较好，大于80分，你让我采购多少我就采购多少
 *  销售情况不好，你让我采购100台，我就采购50台，对折采购

电脑采购完毕，需要放到库房中，因此要调用库存的方法，增加库存电脑数量。我们继续来看库房Stock类

## Stock 库存管理 ##

![image][image 2]

*  库房中的货物数量肯定有增减，同时库房还有一个容量显示，达到一定的容量后就要求对一些商品进行折价处理，以腾出更多的空间容纳新产品。于是就有了clearStock方法
 *  既然是清仓处理肯定就要折价销售了。于是在Sale类中就有了offSale方法

我们来看Sale源代码

## Sale ##

![image][image 3]  
Sale类中的getSaleStatus是获得销售情况  
记住要把恰当的方法放到恰当的类中，销售情况只有销售人员才能反馈出来，通过百分制的机制衡量销售情况  
我们再来看场景类是怎么运行的

# Client #

![image][image 4]

我们在场景类中模拟了三种人员的活动：采购人员采购电脑，销售人员销售电脑，库管员管理库存  
运行结果  
![image][image 5]  
运行结果也是我们期望的，三个不同类型的参与者完成了各自的活动  
你有没有发现这三个类是彼此关联的？每个类都与其他两个类产生了关联关系  
`迪米特法则`认为“每个类只和友类交流”，这个友类并非越多越好，友类越多，耦合性越大，要想修改一个就得修改一片，这不是OOP所期望的，况且这还是仅三个模块的情况，属于比较简单的一个小项目

我们把进销存扩展一下  
![扩展后的进销存示意图][755b4e221a2298e5be30c00146a266fb.png]  
这是一个网的结构，别说是编写程序了，就是给人看估计也能让一大批人昏倒！  
每个对象都需要和其他几个对象交流，对象越多，每个对象要交流的成本也就越大，只是维护这些对象的交流就能让一大批程序员望而却步！从这方面来说，我们已经发现设计的缺陷了，作为一个SE，发现缺陷就要想办法修改。

网络拓扑有三种类型：总线型、环型、星型

*  星型网络拓扑  
    ![image][image 6]  
    每个计算机通过交换机和其他计算机进行数据交换，各个计算机之间并没有直接出现交互的情况。这种结构简单，而且稳定，只要中间那个交换机不瘫痪，整个网络就不会发生大的故障。公司和网吧一般都采用星型网络  
    我们是不是可以把这种星型结构引入到我们的设计中呢？我们先画一个示意图  
    ![修改后的进销存示意图][66516be33a0faaf670504dc6b46eeb75.png]  
    加入了一个`中介者`作为三个模块的交流核心，每个模块之间不再相互交流，要交流就通过中介者进行  
    每个模块只负责自己的业务逻辑，不属于自己的则丢给中介者来处理，简化了各模块之间的耦合关系  
    ![修改后的进销存类图][1ac41864d1688f115d206cde86a626a3.png]

建立两个抽象类`AbstractMediator`和`AbstractColeague`，每个对象只是与中介者`Mediator`产生依赖，与其他对象之间没有直接关系  
`AbstractMediator`的作用是实现中介者的抽象定义，定义了一个抽象方法`execute`

## 抽象中介者 ##

![image][image 7]

## 具体的中介者 ##

![image][image 8]  
我们可以根据业务的要求产生多个中介者，并划分各中介者的职责  
中介者Mediator定义了多个private方法，其目的是处理各个对象之间的依赖关系，就是说把原有一个对象要依赖多个对象的情况移到中介者的private方法中实现。在实际项目中，一般的做法是中介者按照职责进行划分，每个中介者处理一个或多个类似的关联请求。

由于要使用中介者，我们增加了一个抽象同事类，三个具体的实现类分别继承该抽象类

## 抽象同事类 ##

![image][image 9]

## 采购Purchase类 ##

![image][image 10]  
`Purchase`简化了很多，也清晰很多，处理自己的职责，与外界有关系的事件处理则交给了中介者来完成  
再来看Stock类

## Stock ##

![image][image 11]  
\#\#修改后的销售管理  
![image][image 12]  
增加了中介者，场景类也需要小小的改动

## 修改后的场景类 ##

![image][image 13]  
在场景类中增加了一个中介者，然后分别传递到三个同事类中，三个类都具有相同的特性：只负责处理自己的活动，与自己无关的活动就丢给中介者处理，程序运行的结果是相同的  
从项目设计上来看，加入了中介者，设计结构清晰了很多，而且类间的耦合性大大减少，代码质量也有了很大的提升。

在多个对象依赖的情况下，通过加入中介者角色，取消了多个对象的关联或依赖关系，减少了对象的耦合性

# 定义 #

*  Define an object that encapsulates how a set of objects interact.Mediator promotes loose coupling by keeping objects from referring to each other explicitly,and it lets you vary their interaction independently  
    用一个中介对象封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显示地相互作用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互  
    ![中介者模式通用类图][592e42ccacf3b178db8f559d6b8e496e.png]

● Mediator 抽象中介者角色  
定义统一的接口，用于各同事角色之间的通信

● Concrete Mediator 具体中介者角色  
通过协调各同事角色实现协作行为，因此它必须依赖于各个同事角色

● Colleague 同事角色  
每一个同事角色都知道中介者角色，而且与其他的同事角色通信的时候，一定要通过中介者角色协作  
每个同事类的行为分为两种：

*  同事本身的行为  
    比如改变对象本身的状态，处理自己的行为等，这种行为叫做自发行为（Self-Method），与其他的同事类或中介者没有任何的依赖
 *  依赖方法（Dep-Method）  
    必须依赖中介者才能完成的行为

中介者模式比较简单，其通用源码也比较简单，先看抽象中介者

## Mediator类 ##

![image][image 14]  
只定义了同事类的注入，为什么使用同事实现类注入而不使用抽象类注入呢？  
那是因为同事类虽然有抽象，但是没有每个同事类必须要完成的业务方法，当然如果每个同事类都有相同的方法，比如execute、handler等，那当然注入抽象类，做到依赖倒置

具体的中介者一般只有一个，即通用中介者

## 通用中介者 ##

![image][image 15]  
中介者所具有的方法`doSomething1`和`doSomething2`都是比较复杂的业务逻辑，为同事类服务，其实现是依赖各个同事类来完成的。

## 抽象同事类 ##

![image][image 16]  
这个基类也非常简单。一般来说，中介者模式中的抽象都比较简单，是为了建立这个中介而服务的

## 具体同事类 ##

![image][image 17]  
![image][image 18]  
为什么同事类要使用构造函数注入中介者，而中介者使用getter/setter方式注入同事类呢？  
这是因为同事类必须有中介者，而中介者却可以只有部分同事类

# 应用 #

## 3.1 优点 ##

减少类间的依赖，把原有的一对多的依赖变成了一对一的依赖，同事类只依赖中介者，减少了依赖，当然同时也降低了类间的耦合。

## 3.2 缺点 ##

中介者会膨胀得很大，而且逻辑复杂，原本N个对象直接的相互依赖关系转换为中介者和同事类的依赖关系，同事类越多，中介者的逻辑就越复杂。

## 3.3 中介者模式的使用场景 ##

中介者模式简单，但是简单不代表容易使用，很容易被误用。在面向对象的编程中，对象和对象之间必然会有依赖关系，如果某个类和其他类没有任何相互依赖的关系，那这个类就是一个“孤岛”，在项目中就没有存在的必要了！就像是某个人如果永远独立生活，与任何人都没有关系，那这个人基本上就算是野人了——排除在人类这个定义之外。

类之间的依赖关系是必然存在的，一个类依赖多个类的情况也是存在的，存在即合理，那是否可以说只要有多个依赖关系就考虑使用中介者模式呢？答案是否定的  
中介者模式未必能帮你把原本凌乱的逻辑整理得清清楚楚，而且中介者模式也是有缺点的，这个缺点在使用不当时会被放大，比如原本就简单的几个对象依赖关系，如果为了使用模式而加入了中介者，必然导致中介者的逻辑复杂化，因此中介者模式的使用需要“量力而行”！中介者模式适用于多个对象之间紧密耦合的情况，紧密耦合的标准是：在类图中出现了蜘蛛网状结构。在这种情况下一定要考虑使用中介者模式，这有利于把蜘蛛网梳理为星型结构，使原本复杂混乱的关系变得清晰简单

# 4 实际应用 #

中介者模式也叫做调停者模式，是什么意思呢？一个对象要和N多个对象交流，就像对象间的战争，很混乱。这时，需要加入一个中心，所有的类都和中心交流，中心说怎么处理就怎么处理，我们举一些在开发和生活中经常会碰到的例子。

● 机场调度中心  
大家在每个机场都会看到有一个“××机场调度中心”，它就是具体的中介者，用来调度每一架要降落和起飞的飞机  
比如，某架飞机（同事类）飞到机场上空了，就询问调度中心（中介者）“我是否可以降落”以及“降落到哪个跑道”，调度中心（中介者）查看其他飞机（同事类）情况，然后通知飞机降落。如果没有机场调度中心，飞机飞到机场了，飞行员要先看看有没有飞机和自己一起降落的，有没有空跑道，停机位是否具备等情况，这种局面是难以想象的！

● MVC框架  
大家都应该使用过SpringMVC，MVC框架，其中的C（Controller）就是一个中介者，叫做前端控制器(Front Controller)，它的作用就是把M(Model，业务逻辑)和V（View，视图）隔离开，协调M和V协同工作，把M运行的结果和V代表的视图融合成一个前端可以展示的页面，减少M和V的依赖关系。MVC框架已经成为一个非常流行、成熟的开发框架，这也是中介者模式的优点的一个体现。

● 媒体网关  
媒体网关也是一个典型的中介者模式，比如使用MSN时，张三发消息给李四，其过程应该是这样的：张三发送消息，MSN服务器(中介者)接收到消息，查找李四，把消息发送到李四，同时通知张三，消息已经发送。在这里，MSN服务器就是一个中转站，负责协调两个客户端的信息交流，与此相反的就是IPMsg（也叫飞鸽），它没有使用中介者，而直接使用了UDP广播的方式，每个客户端既是客户端也是服务器端。

● 中介服务  
现在中介服务非常多，比如租房中介、出国中介，这些也都是中介模式的具体体现，比如你去租房子，如果没有房屋中介，你就必须一个一个小区去找，看看有没有空房子，有没有适合自己的房子，找到房子后还要和房东签合约，自己检查房屋的家具、水电煤等；有了中介后，你就省心多了，找中介，然后安排看房子，看中了，签合约，中介帮你检查房屋家具、水电煤等等。这也是中介模式的实际应用。

# 5 最佳实践 #

中介者模式很少用到接口或者抽象类，这与依赖倒置原则是冲突的，这是什么原因呢？

*  首先，既然是同事类而不是兄弟类（有相同的血缘），那就说明这些类之间是协作关系，完成不同的任务，处理不同的业务，所以不能在抽象类或接口中严格定义同事类必须具有的方法（从这点也可以看出继承是高侵入性的）。这是不合适的，就像你我是同事，虽然我们大家都是朝九晚五地上班，但是你跟我干的活肯定不同，不可能抽象出一个父类统一定义同事所必须有的方法。当然，每个同事都要吃饭、上厕所，可以把这些最基本的信息封装到抽象中，但这些最基本的行为或属性是中介者模式要关心的吗？如果两个对象不能提炼出共性，那就不要刻意去追求两者的抽象，抽象只要定义出模式需要的角色即可。当然如果严格遵守面向接口编程的话，则是需要抽象的，这就需要读者在实际开发中灵活掌握
 *  其次，在一个项目中，中介者模式可能被多个模块采用，每个中介者所围绕的同事类各不相同，你能抽象出一个具有共性的中介者吗？不可能，一个中介者抽象类一般只有一个实现者，除非中介者逻辑非常复杂，代码量非常大，这时才会出现多个中介者的情况。所以，对于中介者来说，抽象已经没有太多的必要。

中介者模式是一个非常好的封装模式，也是一个很容易被滥用的模式，一个对象依赖几个对象是再正常不过的事情，但是纯理论家就会要求使用中介者模式来封装这种依赖关系，这是非常危险的！使用中介模式就必然会带来中介者的膨胀问题，这在一个项目中是很不恰当的。大家可以在如下的情况下尝试使用中介者模式：

● N个对象之间产生了相互的依赖关系（N＞2）。

● 多个对象有依赖关系，但是依赖的行为尚不确定或者有发生改变的可能，在这种情况下一般建议采用中介者模式，降低变更引起的风险扩散。

● 产品开发。一个明显的例子就是MVC框架，把中介者模式应用到产品中，可以提升产品的性能和扩展性，但是对于项目开发就未必，因为项目是以交付投产为目标，而产品则是以稳定、高效、扩展为宗旨。

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