引言
一般來說，同事類之間的關(guān)系是比較復(fù)雜的，多個同事類之間互相關(guān)聯(lián)時，他們之間的關(guān)系會呈現(xiàn)為復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這是一種過度耦合的架構(gòu)，即不利于類的復(fù)用，也不穩(wěn)定。例如在下圖中，有六個同事類對象，假如對象1發(fā)生變化，那么將會有4個對象受到影響。如果對象2發(fā)生變化，那么將會有5個對象受到影響。也就是說，同事類之間直接關(guān)聯(lián)的設(shè)計是不好的。
如果引入中介者模式，那么同事類之間的關(guān)系將變?yōu)樾切徒Y(jié)構(gòu)，從圖中可以看到，任何一個類的變動，只會影響的類本身，以及中介者，這樣就減小了系統(tǒng)的耦合。一個好的設(shè)計，必定不會把所有的對象關(guān)系處理邏輯封裝在本類中，而是使用一個專門的類來管理那些不屬于自己的行為。
介紹
中介者模式(Mediator Pattern)：用一個中介對象（中介者）來封裝一系列的對象交互，中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨立地改變它們之間的交互。中介者模式又稱為調(diào)停者模式，它是一種對象行為型模式。
角色
- Mediator（抽象中介者）：它定義一個接口，該接口用于與各同事對象之間進(jìn)行通信。
- ConcreteMediator（具體中介者）：它是抽象中介者的子類，通過協(xié)調(diào)各個同事對象來實現(xiàn)協(xié)作行為，它維持了對各個同事對象的引用。
- Colleague（抽象同事類）：它定義各個同事類公有的方法，并聲明了一些抽象方法來供子類實現(xiàn)，同時它維持了一個對抽象中介者類的引用，其子類可以通過該引用來與中介者通信。
- ConcreteColleague（具體同事類）：它是抽象同事類的子類；每一個同事對象在需要和其他同事對象通信時，先與中介者通信，通過中介者來間接完成與其他同事類的通信；在具體同事類中實現(xiàn)了在抽象同事類中聲明的抽象方法。
中介者模式的核心在于中介者類的引入，在中介者模式中，中介者類承擔(dān)了兩方面的職責(zé)：
- 中轉(zhuǎn)作用（結(jié)構(gòu)性）：通過中介者提供的中轉(zhuǎn)作用，各個同事對象就不再需要顯式引用其他同事，當(dāng)需要和其他同事進(jìn)行通信時，可通過中介者來實現(xiàn)間接調(diào)用。該中轉(zhuǎn)作用屬于中介者在結(jié)構(gòu)上的支持。
- 協(xié)調(diào)作用（行為性）：中介者可以更進(jìn)一步的對同事之間的關(guān)系進(jìn)行封裝，同事可以一致的和中介者進(jìn)行交互，而不需要指明中介者需要具體怎么做，中介者根據(jù)封裝在自身內(nèi)部的協(xié)調(diào)邏輯，對同事的請求進(jìn)行進(jìn)一步處理，將同事成員之間的關(guān)系行為進(jìn)行分離和封裝。
開發(fā)中常見的場景
- MVC模式(Controller 是中介者，根據(jù) View 層的請求來操作 Model 層)
- 窗口游戲程序，窗口軟件開發(fā)中窗口對象也是一個中介者對象
- 圖形界面開發(fā)GUI中，多個組件之間的交互，可以通過引入一個中介者對象來解決，可以是整體的窗口對象或者DOM對象
- Java.lang.reflect.Method#invoke()
數(shù)據(jù)庫同步數(shù)據(jù)案例
我們來實現(xiàn)一個簡化版的數(shù)據(jù)同步方案，有三種數(shù)據(jù)庫 Mysql、Redis、Elasticsearch，
- 其中的 Mysql 作為主數(shù)據(jù)庫，當(dāng)增加一條數(shù)據(jù)時需要同步到另外兩個數(shù)據(jù)庫中；
- Redis 作為緩存數(shù)據(jù)庫，當(dāng)增加一條數(shù)據(jù)時不需要同步到另外另個數(shù)據(jù)庫；
- 而 Elasticsearch 作為大數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)庫，有一個統(tǒng)計功能，當(dāng)增加一條數(shù)據(jù)時只需要同步到 Mysql，
所以它們之間的關(guān)系圖如下所示。
不使用中介者模式的數(shù)據(jù)同步方案，各數(shù)據(jù)源維護(hù)各自的同步作業(yè)
抽象數(shù)據(jù)庫
public abstract class AbstractDatabase
{
//存儲數(shù)據(jù)
protected LinkedList<String> datas=new LinkedList<>();
//向自己的數(shù)據(jù)庫中增加數(shù)據(jù)的方法
public abstract void addData(String data);
//同步數(shù)據(jù)的方法--默認(rèn)空實現(xiàn)
public void DataStore(String data){}
//展示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)
public void display()
{
datas.forEach(x->System.out.println(x));
}
}
具體數(shù)據(jù)庫 Mysql，維護(hù)同步到 Redis和Elasticsearch 的同步作業(yè)
public class MySql extends AbstractDatabase
{
@Setter
private Elasticsearch elasticsearch;
@Setter
private Redis redis;
//向自己的數(shù)據(jù)庫增加數(shù)據(jù)
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Mysql數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
//重寫父類數(shù)據(jù)同步的方法
@Override
public void DataStore(String data)
{
addData(data);
elasticsearch.addData(data);
redis.addData(data);
}
}
Elasticsearch ，只需要同步到Mysql
public class Elasticsearch extends AbstractDatabase
{
@Setter
private MySql mySql;
//給自己增加數(shù)據(jù)的方法
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Elasticsearch數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
//重寫父類數(shù)據(jù)同步的方法
@Override
public void DataStore(String data) {
addData(data);
//數(shù)據(jù)同步
mySql.addData(data);
}
}
具體數(shù)據(jù)庫 Redis，不需要同步到其它數(shù)據(jù)庫
public class Redis extends AbstractDatabase
{
//給自己增加數(shù)據(jù)的方法
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Redis數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
}
客戶端測試:
public class Client
{
public static void main(String[] args) {
Elasticsearch elasticsearch=new Elasticsearch();
MySql mySql=new MySql();
Redis redis=new Redis();
elasticsearch.setMySql(mySql);
mySql.setElasticsearch(elasticsearch);
mySql.setRedis(redis);
//增加數(shù)據(jù)
mySql.DataStore("大忽悠");
elasticsearch.DataStore("李窈");
redis.addData("小朋友");
System.out.println("mysql數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如下：");
mySql.display();
System.out.println("elasticsearch數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如下:");
elasticsearch.display();
System.out.println("redis數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)如下:");
redis.display();
}
}
其實這樣已經(jīng)實現(xiàn)了我們的需求，但是存在一些問題
- 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且耦合度高。數(shù)據(jù)源需要維護(hù)目標(biāo)端數(shù)據(jù)庫的引用，以便完成數(shù)據(jù)同步
- 組件的可重用性差。由于每一個數(shù)據(jù)源和目標(biāo)端之間具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，若沒有目標(biāo)端的支持，這個組件很難被另一個系統(tǒng)或模塊重用
- 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差：如果需要增加、修改或刪除其中一個數(shù)據(jù)庫、將導(dǎo)致多個類的源代碼需要修改，這違反了“開閉原則”，可擴(kuò)展性和靈活性欠佳。
中介者模式來重構(gòu)，將數(shù)據(jù)同步的功能遷移到中介者中，由中介者來管理數(shù)據(jù)同步作業(yè)
抽象中介者:
//抽象中介者
@Data
public abstract class AbstractMediator {
protected MySql mySql;
protected Elasticsearch elasticsearch;
protected Redis redis;
public abstract void sync(String databaseName, String data);
}
首先還是抽象數(shù)據(jù)庫類（抽象同事類），維護(hù)了一個中介者
public abstract class AbstractDatabase
{
public static final String MYSQL="mysql";
public static final String Elasticsearch="elasticsearch";
public static final String REDIS="redis";
//保存一個中介者對象
@Setter
protected AbstractMediator Mediator;
//存儲數(shù)據(jù)
protected LinkedList<String> datas=new LinkedList<>();
//向自己的數(shù)據(jù)庫中增加數(shù)據(jù)的方法
public abstract void addData(String data);
//同步數(shù)據(jù)的方法--默認(rèn)空實現(xiàn)
public void DataStore(String data){}
//展示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)
public void display()
{
datas.forEach(x->System.out.println(x));
}
}
Mysql 數(shù)據(jù)庫（具體同事類）
public class MySql extends AbstractDatabase
{
//向自己的數(shù)據(jù)庫增加數(shù)據(jù)
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Mysql數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
//重寫父類數(shù)據(jù)同步的方法
@Override
public void DataStore(String data)
{
addData(data);
//將數(shù)據(jù)同步到redis和elasticsearch的工作由中介完成
mediator.sync(AbstractDatabase.MYSQL,data);
}
}
Redis 數(shù)據(jù)庫（具體同事類）
public class Redis extends AbstractDatabase
{
//給自己增加數(shù)據(jù)的方法
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Redis數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
//重新父類同步數(shù)據(jù)的方法
@Override
public void DataStore(String data) {
addData(data);
//同步數(shù)據(jù)的工作交給中介
mediator.sync(AbstractDatabase.REDIS,data);
}
}
Elasticsearch（具體同事類）
public class Elasticsearch extends AbstractDatabase
{
//給自己增加數(shù)據(jù)的方法
@Override
public void addData(String data)
{
System.out.println("====向Elasticsearch數(shù)據(jù)庫增加一條數(shù)據(jù)====");
System.out.println("增加的數(shù)據(jù)為:"+data);
System.out.println("=====================================");
datas.add(data);
}
//重寫父類數(shù)據(jù)同步的方法
@Override
public void DataStore(String data) {
addData(data);
//數(shù)據(jù)同步
mediator.sync(AbstractDatabase.Elasticsearch,data);
}
}
具體中介者:
public class SyncMediator extends AbstractMediator {
@Override
public void sync(String databaseName, String data) {
if (AbstractDatabase.MYSQL.equals(databaseName)) {
// mysql 同步到 redis 和 Elasticsearch
this.redis.addData(data);
this.elasticsearch.addData(data);
} else if (AbstractDatabase.REDIS.equals(databaseName)) {
// redis 緩存同步，不需要同步到其他數(shù)據(jù)庫
} else if (AbstractDatabase.Elasticsearch.equals(databaseName)) {
// Elasticsearch 同步到 Mysql
this.mySql.addData(data);
}
}
}
測試客戶端
public class Client
{
public static void main(String[] args) {
AbstractMediator mediator=new SyncMediator();
Elasticsearch elasticsearch=new Elasticsearch();
MySql mySql=new MySql();
Redis redis=new Redis();
elasticsearch.setMediator(mediator);
mySql.setMediator(mediator);
redis.setMediator(mediator);
mediator.setMySql(mySql);
mediator.setElasticsearch(elasticsearch);
mediator.setRedis(redis);
//增加數(shù)據(jù)
mySql.DataStore("大忽悠");
elasticsearch.DataStore("李窈");
redis.DataStore("小朋友");
System.out.println("mysql數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如下：");
mySql.display();
System.out.println("elasticsearch數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如下:");
elasticsearch.display();
System.out.println("redis數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)如下:");
redis.display();
}
}
小結(jié)
主要優(yōu)點
- 中介者模式簡化了對象之間的交互，它用中介者和同事的一對多交互代替了原來同事之間的多對多交互，一對多關(guān)系更容易理解、維護(hù)和擴(kuò)展，將原本難以理解的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成相對簡單的星型結(jié)構(gòu)。
- 中介者模式可將各同事對象解耦。中介者有利于各同事之間的松耦合，我們可以獨立的改變和復(fù)用每一個同事和中介者，增加新的中介者和新的同事類都比較方便，更好地符合 “開閉原則”。
- 可以減少子類生成，中介者將原本分布于多個對象間的行為集中在一起，改變這些行為只需生成新的中介者子類即可，這使各個同事類可被重用，無須對同事類進(jìn)行擴(kuò)展。
中介者模式的主要缺點
- 在具體中介者類中包含了大量同事之間的交互細(xì)節(jié)，可能會導(dǎo)致具體中介者類非常復(fù)雜，使得系統(tǒng)難以維護(hù)。（也就是把具體同事類之間的交互復(fù)雜性集中到了中介者類中，結(jié)果中介者成了最復(fù)雜的類）
適用場景
- 系統(tǒng)中對象之間存在復(fù)雜的引用關(guān)系，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)混亂且難以理解。
- 一個對象由于引用了其他很多對象并且直接和這些對象通信，導(dǎo)致難以復(fù)用該對象。
- 想通過一個中間類來封裝多個類中的行為，而又不想生成太多的子類。可以通過引入中介者類來實現(xiàn)，在中介者中定義對象交互的公共行為，如果需要改變行為則可以增加新的具體中介者類
具體應(yīng)用
Java Timer 中的中介者模式
敲一個 java.util.Timer 的Demo
兩個任務(wù)類
public class MyOneTask extends TimerTask {
private static int num = 0;
@Override
public void run() {
System.out.println("I"m MyOneTask " + ++num);
}
}
public class MyTwoTask extends TimerTask {
private static int num = 1000;
@Override
public void run() {
System.out.println("I"m MyTwoTask " + num--);
}
}
客戶端測試，3秒后開始執(zhí)行，循環(huán)周期為 1秒
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
// 注意：多線程并行處理定時任務(wù)時，Timer運行多個TimeTask時，只要其中之一沒有捕獲拋出的異常，
// 其它任務(wù)便會自動終止運行，使用ScheduledExecutorService則沒有這個問題
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new MyOneTask(), 3000, 1000); // 3秒后開始運行，循環(huán)周期為 1秒
timer.schedule(new MyTwoTask(), 3000, 1000);
}
}
Timer 的部分關(guān)鍵源碼如下
public class Timer {
private final TaskQueue queue = new TaskQueue();
private final TimerThread thread = new TimerThread(queue);
public void schedule(TimerTask task, long delay) {
if (delay < 0)
throw new IllegalArgumentException("Negative delay.");
sched(task, System.currentTimeMillis()+delay, 0);
}
public void schedule(TimerTask task, Date time) {
sched(task, time.getTime(), 0);
}
private void sched(TimerTask task, long time, long period) {
if (time < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal execution time.");
if (Math.abs(period) > (Long.MAX_VALUE >> 1))
period >>= 1;
// 獲取任務(wù)隊列的鎖(同一個線程多次獲取這個鎖并不會被阻塞,不同線程獲取時才可能被阻塞)
synchronized(queue) {
// 如果定時調(diào)度線程已經(jīng)終止了,則拋出異常結(jié)束
if (!thread.newTasksMayBeScheduled)
throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");
// 再獲取定時任務(wù)對象的鎖(為什么還要再加這個鎖呢?想不清)
synchronized(task.lock) {
// 判斷線程的狀態(tài),防止多線程同時調(diào)度到一個任務(wù)時多次被加入任務(wù)隊列
if (task.state != TimerTask.VIRGIN)
throw new IllegalStateException(
"Task already scheduled or cancelled");
// 初始化定時任務(wù)的下次執(zhí)行時間
task.nextExecutionTime = time;
// 重復(fù)執(zhí)行的間隔時間
task.period = period;
// 將定時任務(wù)的狀態(tài)由TimerTask.VIRGIN(一個定時任務(wù)的初始化狀態(tài))設(shè)置為TimerTask.SCHEDULED
task.state = TimerTask.SCHEDULED;
}
// 將任務(wù)加入任務(wù)隊列
queue.add(task);
// 如果當(dāng)前加入的任務(wù)是需要第一個被執(zhí)行的(也就是他的下一次執(zhí)行時間離現(xiàn)在最近)
// 則喚醒等待queue的線程(對應(yīng)到上面提到的queue.wait())
if (queue.getMin() == task)
queue.notify();
}
}
// cancel會等到所有定時任務(wù)執(zhí)行完后立刻終止定時線程
public void cancel() {
synchronized(queue) {
thread.newTasksMayBeScheduled = false;
queue.clear();
queue.notify(); // In case queue was already empty.
}
}
// ...
}
Timer 中在 schedulexxx 方法中通過 TaskQueue 協(xié)調(diào)各種 TimerTask 定時任務(wù)，Timer 是中介者，TimerTask 是抽象同事類，而我們自己寫的任務(wù)則是具體同事類
TimerThread 是 Timer 中定時調(diào)度線程類的定義，這個類會做為一個線程一直運行來執(zhí)行 Timer 中任務(wù)隊列中的任務(wù)。
Timer 這個中介者的功能就是定時調(diào)度我們寫的各種任務(wù)，將任務(wù)添加到 TaskQueue 任務(wù)隊列中，給 TimerThread 執(zhí)行，讓任務(wù)與執(zhí)行線程解耦
參考文章
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注服務(wù)器之家的更多內(nèi)容！
原文鏈接：https://blog.csdn.net/m0_53157173/article/details/120212092
