设计模式：09-外观模式

1、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
• 开爆米花机
• 放下屏幕
• 开投影仪
• 开音响
• 开 DVD，选 DVD
• 去拿爆米花
• 调暗灯光
• 播放
• 观影结束后，关闭各种设备

2、传统方式

2.1 类图

public class ClientTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 1. 创建相关的对象
    // 2. 调用创建的各个对象的一系列方法
    // 3. 调用 DVDPlayer 对象的 play 方法
  }
}

2.2 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 中，去维护对子系统的操作

3）解决思路：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（比如在搞成接口提供四个方法，ready，play，pause，end），用来访问子系统中的一群接口

4）也就是说就是通过定义一个一致的接口（界面类），用以屏幕内部子系统的细节，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

3、外观模式

3.1 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性的接口，用以屏幕内部子系统的细节，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

3.2 原理类图

说明：

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，从而将调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

3.3 外观模式解决影院管理

3.3.1 传统方式解决影院管理说明

1）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）。

2）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

3）示意图说明

3.3.2 外观模式应用实例

1）应用实例要求

使用外观模式来完成家庭影院项目

2）思路分析和图解（类图）

3）代码实现

Stereo 立体声类

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 立体声  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:19:32  
 * @since 1.0  
 */
public class Stereo {  
    private static final Stereo INSTANCE = new Stereo();  
    public static Stereo getInstance() {  
        return INSTANCE;  
    }  
    public void on() {  
        System.out.println("Stereo on");  
    }  
    public void off() {  
        System.out.println("Stereo off");  
    }  
    public void up() {  
        System.out.println("Stereo up");  
    }  
}

TheaterLights 灯光

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 灯光  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:20:30  
 * @since 1.0  
 */
public class TheaterLights {  
    private static final TheaterLights INSTANCE = new TheaterLights();  
    public static TheaterLights getInstance() {  
        return INSTANCE;  
    }  
    public void on() {  
        System.out.println("TheaterLights on");  
    }  
    public void off() {  
        System.out.println("TheaterLights off");  
    }  
    public void dim() {  
        System.out.println("TheaterLights dim");  
    }  
    public void bright() {  
        System.out.println("TheaterLights bright");  
    }  
}

Projector 投影仪

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 投影仪  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:17:15  
 * @since 1.0  
 */
public class Projector {  
    private static final Projector INSTANCE = new Projector();  
    public static Projector getInstance() {  
        return INSTANCE;  
    }  
    public void on() {  
        System.out.println("Projector on");  
    }  
    public void off() {  
        System.out.println("Projector off");  
    }  
    public void focus() {  
        System.out.println("Projector is focus");  
    }  
}

Popcorn 爆米花

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 爆米花  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:16:06  
 * @since 1.0  
 */
public class Popcorn {  
    private static final 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 popping");  
    }  
}

Screen 屏幕

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 屏幕  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:18:20  
 * @since 1.0  
 */
public class Screen {  
    private static final 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");  
    }  
}

DVDPlayer dvd

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * DVD 
 * 
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:14:10  
 * @since 1.0  
 */
 public class DVDPlayer {  
    // 使用单例模式，使用饿汉式  
    private static final DVDPlayer INSTANCE = new DVDPlayer();  
    public static DVDPlayer getInstance(){  
        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");  
    }  
}

HomeTheaterFacade 家庭影院外观类

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 影院外观类  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:21:42  
 * @since 1.0  
 */
public class HomeTheaterFacade {  
    // 定义各个子系统的对象  
    private TheaterLights theaterLight;  
    private Popcorn popcorn;  
    private Stereo stereo;  
    private Projector projector;  
    private Screen screen;  
    private DVDPlayer dvdPlayer;  
    public HomeTheaterFacade() {  
        this.theaterLight = TheaterLights.getInstance();  
        this.popcorn = Popcorn.getInstance();  
        this.stereo = Stereo.getInstance();  
        this.projector = Projector.getInstance();  
        this.screen = Screen.getInstance();  
        this.dvdPlayer = DVDPlayer.getInstance();  
    }  
    // 操作分成四份  
    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();  
    }  
}

Client 客户端

package com.wenze.design.facade;  
  
/**  
 * 客户端  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-27 16:21:02  
 * @since 1.0  
 */
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 这里直接调用很麻烦  
        final HomeTheaterFacade facade = new HomeTheaterFacade();  
        facade.ready();  
        facade.play();  
        facade.pause();  
        facade.end();  
    }  
}

4、外观模式在 Mybatis 框架应用的源码分析

1）Mybatis 中的 Configuration 去创建 MetaObject 对象使用到外观模式

2）代码分析 + Debug 源码 + 示意图

3）类图

说明：

1. Configuration：外观类
2. DefaultObjectFactory、DefaultObjectWrapperFactory、DefaultReflectorFactory均为子系统类

5、外观模式的注意事项和细节

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——解耦，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。