在閻宏博士的《JAVA與模式》一書中開頭是這樣描述調(diào)停者(Mediator)模式的:
調(diào)停者模式是對象的行為模式。調(diào)停者模式包裝了一系列對象相互作用的方式,使得這些對象不必相互明顯引用。從而使它們可以較松散地耦合。當(dāng)這些對象中的某些對象之間的相互作用發(fā)生改變時,不會立即影響到其他的一些對象之間的相互作用。從而保證這些相互作用可以彼此獨立地變化。
為什么需要調(diào)停者
如下圖所示,這個示意圖中有大量的對象,這些對象既會影響別的對象,又會被別的對象所影響,因此常常叫做同事(Colleague)對象。這些同事對象通過彼此的相互作用形成系統(tǒng)的行為。從圖中可以看出,幾乎每一個對象都需要與其他的對象發(fā)生相互作用,而這種相互作用表現(xiàn)為一個對象與另一個對象的直接耦合。這就是過度耦合的系統(tǒng)。
通過引入調(diào)停者對象(Mediator),可以將系統(tǒng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變成以中介者為中心的星形結(jié)構(gòu),如下圖所示。在這個星形結(jié)構(gòu)中,同事對象不再通過直接的聯(lián)系與另一個對象發(fā)生相互作用;相反的,它通過調(diào)停者對象與另一個對象發(fā)生相互作用。調(diào)停者對象的存在保證了對象結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定,也就是說,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不會因為新對象的引入造成大量的修改工作。
一個好的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計可以使對象之間增加協(xié)作性(Collaboration),減少耦合度(Couping)。一個深思熟慮的設(shè)計會把一個系統(tǒng)分解為一群相互協(xié)作的同事對象,然后給每一個同事對象以獨特的責(zé)任,恰當(dāng)?shù)呐渲盟鼈冎g的協(xié)作關(guān)系,使它們可以在一起工作。
如果沒有主板
大家都知道,電腦里面各個配件之間的交互,主要是通過主板來完成的。如果電腦里面沒有了主板,那么各個配件之間就必須自行相互交互,以互相傳送數(shù)據(jù)。而且由于各個配件的接口不同,相互之間交互時,還必須把數(shù)據(jù)接口進行轉(zhuǎn)換才能匹配上。
所幸是有了主板,各個配件的交互完全通過主板來完成,每個配件都只需要和主板交互,而主板知道如何跟所有的配件打交道,這樣就簡單多了。
調(diào)停者模式的結(jié)構(gòu)
調(diào)停者模式的示意性類圖如下所示:
調(diào)停者模式包括以下角色:
● 抽象調(diào)停者(Mediator)角色:定義出同事對象到調(diào)停者對象的接口,其中主要方法是一個(或多個)事件方法。
● 具體調(diào)停者(ConcreteMediator)角色:實現(xiàn)了抽象調(diào)停者所聲明的事件方法。具體調(diào)停者知曉所有的具體同事類,并負責(zé)具體的協(xié)調(diào)各同事對象的交互關(guān)系。
● 抽象同事類(Colleague)角色:定義出調(diào)停者到同事對象的接口。同事對象只知道調(diào)停者而不知道其余的同事對象。
● 具體同事類(ConcreteColleague)角色:所有的具體同事類均從抽象同事類繼承而來。實現(xiàn)自己的業(yè)務(wù),在需要與其他同事通信的時候,就與持有的調(diào)停者通信,調(diào)停者會負責(zé)與其他的同事交互。
源代碼
抽象調(diào)停者類
public interface Mediator {
/**
* 同事對象在自身改變的時候來通知調(diào)停者方法
* 讓調(diào)停者去負責(zé)相應(yīng)的與其他同事對象的交互
*/
public void changed(Colleague c);
}
具體調(diào)停者類
public class ConcreteMediator implements Mediator {
//持有并維護同事A
private ConcreteColleagueA colleagueA;
//持有并維護同事B
private ConcreteColleagueB colleagueB;
public void setColleagueA(ConcreteColleagueA colleagueA) {
this.colleagueA = colleagueA;
}
public void setColleagueB(ConcreteColleagueB colleagueB) {
this.colleagueB = colleagueB;
}
@Override
public void changed(Colleague c) {
/**
* 某一個同事類發(fā)生了變化,通常需要與其他同事交互
* 具體協(xié)調(diào)相應(yīng)的同事對象來實現(xiàn)協(xié)作行為
*/
}
}
抽象同事類
public abstract class Colleague {
//持有一個調(diào)停者對象
private Mediator mediator;
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public Colleague(Mediator mediator){
this.mediator = mediator;
}
/**
* 獲取當(dāng)前同事類對應(yīng)的調(diào)停者對象
*/
public Mediator getMediator() {
return mediator;
}
}
具體同事類
public class ConcreteColleagueA extends Colleague {
public ConcreteColleagueA(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 示意方法,執(zhí)行某些操作
*/
public void operation(){
//在需要跟其他同事通信的時候,通知調(diào)停者對象
getMediator().changed(this);
}
}
public class ConcreteColleagueB extends Colleague {
public ConcreteColleagueB(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 示意方法,執(zhí)行某些操作
*/
public void operation(){
//在需要跟其他同事通信的時候,通知調(diào)停者對象
getMediator().changed(this);
}
}
使用電腦來看電影
在日常生活中,我們經(jīng)常使用電腦來看電影,把這個過程描述出來,簡化后假定會有如下的交互過程:
?。?)首先是光驅(qū)要讀取光盤上的數(shù)據(jù),然后告訴主板,它的狀態(tài)改變了。
?。?)主板去得到光驅(qū)的數(shù)據(jù),把這些數(shù)據(jù)交給CPU進行分析處理。
(3)CPU處理完后,把數(shù)據(jù)分成了視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù),通知主板,它處理完了。
?。?)主板去得到CPU處理過后的數(shù)據(jù),分別把數(shù)據(jù)交給顯卡和聲卡,去顯示出視頻和發(fā)出聲音。
要使用調(diào)停者模式來實現(xiàn)示例,那就要區(qū)分出同事對象和調(diào)停者對象。很明顯,主板是調(diào)停者,而光驅(qū)、聲卡、CPU、顯卡等配件,都是作為同事對象。
源代碼
抽象同事類
public abstract class Colleague {
//持有一個調(diào)停者對象
private Mediator mediator;
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public Colleague(Mediator mediator){
this.mediator = mediator;
}
/**
* 獲取當(dāng)前同事類對應(yīng)的調(diào)停者對象
*/
public Mediator getMediator() {
return mediator;
}
}
同事類——光驅(qū)
public class CDDriver extends Colleague{
//光驅(qū)讀取出來的數(shù)據(jù)
private String data = "";
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public CDDriver(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 獲取光盤讀取出來的數(shù)據(jù)
*/
public String getData() {
return data;
}
/**
* 讀取光盤
*/
public void readCD(){
//逗號前是視頻顯示的數(shù)據(jù),逗號后是聲音
this.data = "One Piece,海賊王我當(dāng)定了";
//通知主板,自己的狀態(tài)發(fā)生了改變
getMediator().changed(this);
}
}
同事類——CPU
public class CPU extends Colleague {
//分解出來的視頻數(shù)據(jù)
private String videoData = "";
//分解出來的聲音數(shù)據(jù)
private String soundData = "";
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public CPU(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 獲取分解出來的視頻數(shù)據(jù)
*/
public String getVideoData() {
return videoData;
}
/**
* 獲取分解出來的聲音數(shù)據(jù)
*/
public String getSoundData() {
return soundData;
}
/**
* 處理數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)分成音頻和視頻的數(shù)據(jù)
*/
public void executeData(String data){
//把數(shù)據(jù)分解開,前面是視頻數(shù)據(jù),后面是音頻數(shù)據(jù)
String[] array = data.split(",");
this.videoData = array[0];
this.soundData = array[1];
//通知主板,CPU完成工作
getMediator().changed(this);
}
}
同事類——顯卡
public class VideoCard extends Colleague {
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public VideoCard(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 顯示視頻數(shù)據(jù)
*/
public void showData(String data){
System.out.println("您正在觀看的是:" + data);
}
}
同事類——聲卡
public class SoundCard extends Colleague {
/**
* 構(gòu)造函數(shù)
*/
public SoundCard(Mediator mediator) {
super(mediator);
}
/**
* 按照聲頻數(shù)據(jù)發(fā)出聲音
*/
public void soundData(String data){
System.out.println("畫外音:" + data);
}
}
抽象調(diào)停者類
public interface Mediator {
/**
* 同事對象在自身改變的時候來通知調(diào)停者方法
* 讓調(diào)停者去負責(zé)相應(yīng)的與其他同事對象的交互
*/
public void changed(Colleague c);
}
具體調(diào)停者類
public class MainBoard implements Mediator {
//需要知道要交互的同事類——光驅(qū)類
private CDDriver cdDriver = null;
//需要知道要交互的同事類——CPU類
private CPU cpu = null;
//需要知道要交互的同事類——顯卡類
private VideoCard videoCard = null;
//需要知道要交互的同事類——聲卡類
private SoundCard soundCard = null;
public void setCdDriver(CDDriver cdDriver) {
this.cdDriver = cdDriver;
}
public void setCpu(CPU cpu) {
this.cpu = cpu;
}
public void setVideoCard(VideoCard videoCard) {
this.videoCard = videoCard;
}
public void setSoundCard(SoundCard soundCard) {
this.soundCard = soundCard;
}
@Override
public void changed(Colleague c) {
if(c instanceof CDDriver){
//表示光驅(qū)讀取數(shù)據(jù)了
this.opeCDDriverReadData((CDDriver)c);
}else if(c instanceof CPU){
this.opeCPU((CPU)c);
}
}
/**
* 處理光驅(qū)讀取數(shù)據(jù)以后與其他對象的交互
*/
private void opeCDDriverReadData(CDDriver cd){
//先獲取光驅(qū)讀取的數(shù)據(jù)
String data = cd.getData();
//把這些數(shù)據(jù)傳遞給CPU進行處理
cpu.executeData(data);
}
/**
* 處理CPU處理完數(shù)據(jù)后與其他對象的交互
*/
private void opeCPU(CPU cpu){
//先獲取CPU處理后的數(shù)據(jù)
String videoData = cpu.getVideoData();
String soundData = cpu.getSoundData();
//把這些數(shù)據(jù)傳遞給顯卡和聲卡展示出來
videoCard.showData(videoData);
soundCard.soundData(soundData);
}
}
客戶端類
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建調(diào)停者——主板
MainBoard mediator = new MainBoard();
//創(chuàng)建同事類
CDDriver cd = new CDDriver(mediator);
CPU cpu = new CPU(mediator);
VideoCard vc = new VideoCard(mediator);
SoundCard sc = new SoundCard(mediator);
//讓調(diào)停者知道所有同事
mediator.setCdDriver(cd);
mediator.setCpu(cpu);
mediator.setVideoCard(vc);
mediator.setSoundCard(sc);
//開始看電影,把光盤放入光驅(qū),光驅(qū)開始讀盤
cd.readCD();
}
}
運行結(jié)果如下:
調(diào)停者模式的優(yōu)點
● 松散耦合
調(diào)停者模式通過把多個同事對象之間的交互封裝到調(diào)停者對象里面,從而使得同事對象之間松散耦合,基本上可以做到互補依賴。這樣一來,同事對象就可以獨立地變化和復(fù)用,而不再像以前那樣“牽一處而動全身”了。
● 集中控制交互
多個同事對象的交互,被封裝在調(diào)停者對象里面集中管理,使得這些交互行為發(fā)生變化的時候,只需要修改調(diào)停者對象就可以了,當(dāng)然如果是已經(jīng)做好的系統(tǒng),那么就擴展調(diào)停者對象,而各個同事類不需要做修改。
● 多對多變成一對多
沒有使用調(diào)停者模式的時候,同事對象之間的關(guān)系通常是多對多的,引入調(diào)停者對象以后,調(diào)停者對象和同事對象的關(guān)系通常變成雙向的一對多,這會讓對象的關(guān)系更容易理解和實現(xiàn)。
調(diào)停者模式的缺點
調(diào)停者模式的一個潛在缺點是,過度集中化。如果同事對象的交互非常多,而且比較復(fù)雜,當(dāng)這些復(fù)雜性全部集中到調(diào)停者的時候,會導(dǎo)致調(diào)停者對象變得十分復(fù)雜,而且難于管理和維護。