设计模式学习笔记 - 设计模式与范式 -行为型：17.中介模式：什么时候用中介模式？什么时候用观察者模式？

概述

本章学习 23 种经典设计模式中的最后一个设计模式，中介模式。和之前讲过的命令模式、解释器模式类似，中介模式也不怎么常用，应用场景比较特殊、有限，但是，跟它俩不同的是，中介模式理解起来并不难，代码实现也非常简单，学习难度要小很多。

如果你对中介模式有所了解，你会知道，中介模式和之前讲过的观察者模式有点相似，所以，本章会详细讨论下这两种模式的区别。

中介模式的原理和实现

中介模式的英文翻译是 Mediator Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》中，它是这样定义的：

Mediator Pattern defines a separate (mediator) object that encapsulates the interaction between a set of objects and the objects delegate their interaction to a mediator object instead of interacting with each other directly.

翻译成中文：中介模式定义了一个单独的（中介）对象，来封装一组对象之间的交互。将这组对象之间的交互委派给中介对象交互，来避免对象之间的直接交互。

还记得在《规范与重构 - 5.解耦代码》中讲的 “如何给代码解耦” 吗？其中一个方法就是引入中间层。

实际上，中介模式的设计思想跟中间层很像，通过引入中介这个中间层，将一组对象之间的交互关系（或者说依赖关系）从多对多（网状关系）转换为一对多（星状关系）。原来一个对象要跟 n 个对象交互，现在只需要跟一个中介对象交互，从而最小化对象之间的交互关系，降低了代码的复杂度，提供了代码的可读性和可维护性。

下面，我画了一张对象交互关系的对比图。其中，右边的交互图是利用中介模式对左边的交互关系优化之后的结果。从图中可以很清晰的看出，右边的交互关系更加清晰、简洁。

提到中介模式，有一个比较经典的例子，那就是航空管制。

为了让飞机在飞行的时候互不干扰，每架飞机都需要知道其他飞机每时每刻的位置，这就需要跟其他飞机通信。飞机通信形成的通信网络就会无比复杂。这个时候，通过引入 “塔台” 这样一个中介，让每架飞机只跟塔台通信，发送自己的位置给塔台，由塔台来负责每架飞机的航线调度。这样就大大简化了通信网络。

刚刚举的是生活中的例子，我们再举一个跟编程开发相关的例子。这个例子与 UI 控件有关，算式中介模式比较经典的应用。

假设我们有一个比较复杂的对话框，对话框中有很多控件，比如按钮、文本框、下拉框等。当我们对某个空间进行操作的时候，其他空间会做出相应的反应，比如，我们在下拉框中选择 “注册”，注册相关控件就会展示在对话框中。如果我们在下拉框中选择 “登录”，登录相关的控件就会显示在对话框中。

按照我们习惯的 UI 界面的开发方式，我们将刚刚的需求用代码实现出来，就是下面这个样子。在这种实现方式中，控件和控件之间相互操作、相互依赖。

public class UIControl {
    private static final String LOGIN_BTN_ID = "login_btn";
    private static final String REG_BTN_ID = "reg_btn";
    private static final String USERNAME_INPUT_ID = "username_input";
    private static final String PASSWORD_INPUT_ID = "password_input";
    private static final String REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID = "repeated_password_input";
    private static final String HINT_TEXT_ID = "hint_text";
    private static final String SELECTION_ID = "selection";

    public static void main(String[] args) {
        Button loginButton = (Button) findViewById(LOGIN_BTN_ID);
        Button regButton = (Button) findViewById(REG_BTN_ID);
        Input usernameInput = (Input) findViewById(USERNAME_INPUT_ID);
        Input passwordInput = (Input) findViewById(PASSWORD_INPUT_ID);
        Input repeatedPasswordInput = (Input) findViewById(REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID);
        Text hintText = (Text) findViewById(HINT_TEXT_ID);
        Selection selection = (Selection) findViewById(SELECTION_ID);
        loginButton.setOnlickListener(new OnlickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                String username = usernameInput.text();
                String password = passwordInput.text();
                // 校验数据
                // 业务处理...
            }
        });
        regButton.setOnlickListener(new OnlickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 获取 usernameInput、passwordInput、repeatedPasswordInput数据...
                // 校验数据
                // 业务处理...
            }
        });
        
        // 省略selection下拉选择框相关代码...
    }
}

我们再按中介模式，将上面的代码重新实现一下。在新的代码实现中，各个空间只跟中介对象交互，中介对象负责所有业务逻辑的处理。

public interface Mediator {
    void handleEvent(Component component, String event);
}

public class LandingPageDialog implements Mediator {
    private Button loginButton;
    private Button regButton;
    private Selection selection;
    private Input usernameInput;
    private Input passwordInput;
    private Input repeatedPasswordInput;
    private Text hintText;

    @Override
    public void handleEvent(Component component, String event) {
        if (component.equals(loginButton)) {
            String username = usernameInput.text();
            String password = passwordInput.text();
            // 校验数据
            // 业务处理...
        } else if (component.equals(regButton)) {
            // 获取 usernameInput、passwordInput、repeatedPasswordInput数据...
            // 校验数据
            // 业务处理...
        } else if (component.equals(selection)) {
            String selectItem = selection.select();
            if (selectItem.equals("login")) {
                usernameInput.show();
                passwordInput.show();
                repeatedPasswordInput.hide();
                hintText.hide();
                // 省略其他代码...
            } else if (selectItem.equals("register")) {
                // ...
            }
        }
    }
}

public class UIControl {
    private static final String LOGIN_BTN_ID = "login_btn";
    private static final String REG_BTN_ID = "reg_btn";
    private static final String USERNAME_INPUT_ID = "username_input";
    private static final String PASSWORD_INPUT_ID = "password_input";
    private static final String REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID = "repeated_password_input";
    private static final String HINT_TEXT_ID = "hint_text";
    private static final String SELECTION_ID = "selection";

    public static void main(String[] args) {
        Button loginButton = (Button) findViewById(LOGIN_BTN_ID);
        Button regButton = (Button) findViewById(REG_BTN_ID);
        Input usernameInput = (Input) findViewById(USERNAME_INPUT_ID);
        Input passwordInput = (Input) findViewById(PASSWORD_INPUT_ID);
        Input repeatedPasswordInput = (Input) findViewById(REPEATED_PASSWORD_INPUT_ID);
        Text hintText = (Text) findViewById(HINT_TEXT_ID);
        Selection selection = (Selection) findViewById(SELECTION_ID);

        LandingPageDialog dialog = new LandingPageDialog();
        dialog.setLoginButton(loginButton);
        dialog.setRegButton(regButton);
        dialog.setUsernameInput(usernameInput);
        dialog.setPasswordInput(passwordInput);
        dialog.setRepeatedPasswordInput(repeatedPasswordInput);
        dialog.setHintText(hintText);
        dialog.setSelection(selection);


        loginButton.setOnlickListener(new OnlickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                dialog.handleEvent(loginButton, "click");
            }
        });
        regButton.setOnlickListener(new OnlickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                dialog.handleEvent(regButton, "click");
            }
        });

        // ...
    }
}

从代码中，可以看出，原本业务逻辑会分散在各个控件中，现在都集中到了中介类中。实际上，这样做既有好处，也有坏处。好处是简化了控件之间的交互，坏处是中介类有可能会变成大而复杂的 “上帝类” （God Class）。所以，在使用中介模式的时候，要根据实际情况，平衡对象之间交互的复杂度和中介类本身的复杂度。

总结模式 VS 观察者模式

前面讲观察者模式的时候，我们讲到观察者模式的实现方式有很多种。虽然经典的实现方式没法彻底解耦观察者和被观察者，观察者需要注册到被观察者中，被观察者状态更新需要调用观察者的 update() 方法。但是在跨进程的实现方式中，我们可以利用消息队列实现彻底解耦，观察者和被观察者都只需要跟消息队列交互，观察者完全不知道被观察者的存在，被观察者也完全不知道观察者的存在。

本章提到，中介模式也就为了解耦对象之间的交互，所有的参与者都只与中介进行交互。而观察者模式中的消息队列，就有点类似中介模式中的 “中介”，观察者模式中的观察者和被观察者，就有点类似中介模式中的 “参与者”。那问题来了：中介模式和观察者模式的区别在哪里呢？什么使用使用中介模式，什么时候使用观察者模式呢？

在观察者模式中，尽管一个参与者既可以是观察者，同时也可以是被观察者，但是，大部分情况下，交互关系往往都是单向的，一个参与者要么是观察者，要么是被观察者，不会兼具两种身份。也就是说，在观察者模式的应用场景中，参与者之间的交互关系比较有条理。

而中介模式正好相反。只有当参与者之间的交互关系复杂，维护成本很高的时候，我们才考虑使用中介模式。毕竟，中介模式的应用会带来一定的副作用，它有可能会产生大而复杂的上帝类。此外，如果一个参与者状态的改变，其他参与者执行的操作有一定的先后顺序的要求，这个时候中介模式就可以利用中介类，通过先后调用不同的参与者的方法，来实现顺序的控制，而观察者模式是无法实现这样的顺序要求的。

总结

中介模式的设计思想跟中间层很像，通过引入中介这个中间层，将一组对象之间的交互关系（或者叫依赖关系）从多对多（网状结构）转换为一个一对多（星状关系）。原来一个对象要跟 n 个对象交互，现在只需要跟中介对象交互，从而最小化对象之间的交互关系，降低了代码的复杂度，提供了代码的可读性和可维护性。

观察者模式和中介模式都是为了实现参与者之间的解耦，简化交互关系。两种的不同在应用场景上。

• 在观察者模式的应用场景中，参与者之间的交互比较有条理，一般都是单向的，一个参与者的身份，要么是观察者，要么是被观察者。
• 而在中介模式的应用场景中，参与者之间的交互关系错综复杂，既可以消息的发送至、也可以同时是消息的接收者。