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协调多个对象之间的交互——中介者模式 (Mediator Pattern)

如果在一个系统中对象之间的联系呈现为网状结构。对象之间存在大量的多对多联系,将导致系统非常复杂, 这些对象既会影响别的对象,也会被别的对象所影响,这些对象称为同事对象,它们之间通过彼此的相互作用实现系统的行为。 在网状结构中,几乎每个对象都需要与其他对象发生相互作用,而这种相互作用表现为一个对象与另外一个对象的直接耦合, 这将导致一个过度耦合的系统。

中介者模式可以使对象之间的关系数量急剧减少,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形结构。

如果在一个系统中对象之间存在多对多的相互关系,我们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,并由该中介者进行统一协调,这样对象之间多对多的复杂关系就转化为相对简单的一对多关系。 通过引入中介者来简化对象之间的复杂交互,中介者模式是“迪米特法则”的一个典型应用。

中介者模式(Mediator Pattern):用一个中介对象(中介者)来封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显式地相互引用, 从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式又称为调停者模式,它是一种对象行为型模式。

中介者模式结构图

Mediator(抽象中介者):它定义一个接口,该接口用于与各同事对象之间进行通信。

  • Mediator 中介者类承担了两方面的职责:
    1. 中转作用(结构性)

      通过中介者提供的中转作用,各个同事对象就不再需要显式引用其他同事,当需要和其他同事进行通信时, 可通过中介者来实现间接调用。该中转作用属于中介者在结构上的支持。

    2. 协调作用(行为性)

      中介者可以更进一步的对同事之间的关系进行封装,同事可以一致的和中介者进行交互,而不需要指明中介者需要具体怎么做, 中介者根据封装在自身内部的协调逻辑,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。该协调作用属于中介者在行为上的支持。

  • ConcreteMediator(具体中介者)

    它是抽象中介者的子类,通过协调各个同事对象来实现协作行为,它维持了对各个同事对象的引用。

  • Colleague(抽象同事类)

    它定义各个同事类公有的方法,并声明了一些抽象方法来供子类实现,同时它维持了一个对抽象中介者类的引用, 其子类可以通过该引用来与中介者通信。

  • ConcreteColleague(具体同事类)

    它是抽象同事类的子类;每一个同事对象在需要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类的通信; 在具体同事类中实现了在抽象同事类中声明的抽象方法。

未使用中介者模式

unmedi

使用中介者模式

medi

类结构图

v1

  • Component充当抽象同事类
  • ButtonListComboBoxTextBox充当具体同事类
  • Mediator充当抽象中介者类
  • ConcreteMediator充当具体中介者类
  • ConcreteMediator维持了对具体同事类的引用,为了简化ConcreteMediator类的代码, 我们在其中只定义了一个Button对象和一个TextBox对象

首先增加一个Label类,但不修改原有具体中介者类ConcreteMediator的代码, 而是增加一个ConcreteMediator的子类SubConcreteMediator来实现对Label对象的引用, 然后在新增的中介者类SubConcreteMediator中通过覆盖componentChanged()方法来实现所有组件(包括新增Label组件)之间的交互, 同样,原有组件类无须做任何修改,客户端代码需少许修改。

v2

总结

  1. 主要优点
    1. 中介者模式简化了对象之间的交互,它用中介者和同事的一对多交互代替了原来同事之间的多对多交互, 一对多关系更容易理解、维护和扩展,将原本难以理解的网状结构转换成相对简单的星型结构。
    2. 中介者模式可将各同事对象解耦。中介者有利于各同事之间的松耦合,我们可以独立的改变和复用每一个同事和中介者, 增加新的中介者和新的同事类都比较方便,更好地符合“开闭原则”。
    3. 可以减少子类生成,中介者将原本分布于多个对象间的行为集中在一起,改变这些行为只需生成新的中介者子类即可, 这使各个同事类可被重用,无须对同事类进行扩展。
  2. 主要缺点
    1. 在具体中介者类中包含了大量同事之间的交互细节,可能会导致具体中介者类非常复杂,使得系统难以维护。

使用

  • java.util.Timer (所有scheduleXXX()方法)
  • java.util.concurrent.Executor#execute()
  • java.util.concurrent.ExecutorService (invokeXXX()和submit()方法)
  • java.util.concurrent.ScheduledExecutorService (所有scheduleXXX()方法)
  • java.lang.reflect.Method#invoke()