探索Java设计模式：中介者模式

全面解读与实践Java设计模式之中介者模式

一、简要介绍

中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为型设计模式，它通过引入一个中介者对象来协调多个对象之间的交互关系，从而降低对象间的耦合度。在复杂系统中，如果多个对象之间存在大量的直接交互，会导致对象间关系错综复杂，难以维护。中介者模式通过集中处理对象间的交互逻辑，将原本复杂的网状结构简化为星形结构，使得对象各自关注自身的业务逻辑，而将跨对象的通信委托给中介者处理。

二、实现示例

以下是一个基于办公室自动化系统的中介者模式实现示例，展示了如何使用中介者来协调打印机、扫描仪、电脑等办公设备间的交互：

// 中介者接口
interface OfficeAutomationMediator {
    void registerDevice(OfficeDevice device);
    void sendMessage(String from, String to, String message);
}

// 具体中介者类
class SmartHub implements OfficeAutomationMediator {
    private Map<String, OfficeDevice> devices;

    public SmartHub() {
        devices = new HashMap<>();
    }

    @Override
    public void registerDevice(OfficeDevice device) {
        devices.put(device.getName(), device);
    }

    @Override
    public void sendMessage(String from, String to, String message) {
        OfficeDevice sender = devices.get(from);
        OfficeDevice receiver = devices.get(to);
        if (sender != null && receiver != null) {
            sender.send(message, receiver);
        }
    }
}

// 设备接口及具体设备类
interface OfficeDevice {
    String getName();
    void send(String message, OfficeDevice receiver);
    void receive(String message);
}

class Printer implements OfficeDevice {
    private String name = "Printer";

    @Override
    public String getName() {
        return name;
    }

    @Override
    public void send(String message, OfficeDevice receiver) {
        System.out.println(name + " sends: " + message + " to " + receiver.getName());
        mediator.sendMessage(name, receiver.getName(), message);
    }

    @Override
    public void receive(String message) {
        System.out.println(name + " receives: " + message);
        // 执行打印操作...
    }

    private OfficeAutomationMediator mediator;

    public void setMediator(OfficeAutomationMediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
}

// 类似地，定义Scanner和Computer类...

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        OfficeAutomationMediator mediator = new SmartHub();

        Printer printer = new Printer();
        Scanner scanner = new Scanner();
        Computer computer = new Computer();

        printer.setMediator(mediator);
        scanner.setMediator(mediator);
        computer.setMediator(mediator);

        mediator.registerDevice(printer);
        mediator.registerDevice(scanner);
        mediator.registerDevice(computer);

        computer.send("Print document", printer); // Computer sends: Print document to Printer
                                                  // Printer receives: Print document
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86

在这个例子中，我们定义了OfficeAutomationMediator接口作为中介者，SmartHub是具体的中介者实现，负责管理设备注册与消息传递。OfficeDevice接口和Printer、Scanner、Computer等具体设备类代表办公室内的各种设备，它们通过中介者进行通信。客户端代码创建中介者和设备对象，并通过中介者协调设备间的交互。

三、实际运用

中介者模式在实际开发中有多种应用场景，以下列举几个典型例子：

1. 用户界面组件：在GUI应用中，不同UI组件间的交互可以通过中介者模式进行统一管理。例如，按钮点击事件可能需要更新文本框、列表视图等多个组件的状态，此时可以使用中介者集中处理这些交互逻辑。

2. 消息传递系统：在分布式系统中，消息队列或事件总线可以充当中介者角色，负责转发和路由消息，使得发送者和接收者无需了解对方的存在和位置。

3. 模块间通信：在大型软件项目中，不同模块间可能存在复杂的依赖关系。通过引入中介者，可以将模块间的直接交互替换为与中介者的交互，简化模块间的耦合，提高系统的可维护性和扩展性。

4. 游戏开发：在多人在线游戏中，游戏服务器可以作为中介者，处理玩家之间的交互，如聊天、交易、战斗等，避免玩家对象间的直接通信。

总结来说，中介者模式通过引入中介者对象来协调多个对象间的交互，有效地降低了对象间的耦合度，简化了系统结构。在实际开发中，应识别出系统中的“多对多”交互关系，适时地运用中介者模式进行设计，以提升代码的可读性、可维护性和扩展性。同时，中介者模式也有助于集中处理特定类型的交互逻辑，如错误处理、权限检查等，提高系统的整体一致性。