1、详细介绍
外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它为子系统的一组接口提供了一个统一的入口点（外观类）。外观模式简化了客户端与子系统之间的交互，屏蔽了子系统内部的复杂性，使客户端能够以更简单的方式使用子系统。
2、主要角色
- Facade（外观）：为子系统提供一个统一的接口，定义一组高层接口供客户端使用。外观类负责将客户端请求转发到适当的子系统对象。
- Subsystems（子系统）：包含一系列相关的类（接口和实现类），共同完成一个特定的业务功能。子系统并不知道外观的存在，它们通常会提供更底层、更具体的接口。
3、使用场景
- 简化复杂接口：当子系统的接口过于复杂，或者客户端与子系统之间存在过多的依赖关系时，可以使用外观模式简化接口，降低客户端的使用难度。
- 子系统聚合：当需要将多个子系统整合为一个整体，提供统一的访问接口时，外观模式可以将子系统之间的交互封装在外观类中，对外部隐藏子系统的内部细节。
- 分阶段开发：在系统开发初期，可以先提供一个简单的外观类，随着系统逐渐完善，再逐步添加更复杂的子系统功能。
4、Java代码示例
假设我们正在开发一个智能家居系统，包含灯光、空调、电视等多个子系统。我们可以使用外观模式为这些子系统提供一个统一的接口：
// Subsystems（子系统）
interface Light {
void turnOn();
void turnOff();
}
class SmartLight implements Light {
@Override
public void turnOn() {
System.out.println("Turning on smart light.");
}
@Override
public void turnOff() {
System.out.println("Turning off smart light.");
}
}
interface AirConditioner {
void coolDown();
void warmUp();
}
class SmartAirConditioner implements AirConditioner {
@Override
public void coolDown() {
System.out.println("Cooling down the room.");
}
@Override
public void warmUp() {
System.out.println("Warming up the room.");
}
}
interface Television {
void turnOn();
void turnOff();
void changeChannel(int channel);
}
class SmartTelevision implements Television {
@Override
public void turnOn() {
System.out.println("Turning on smart TV.");
}
@Override
public void turnOff() {
System.out.println("Turning off smart TV.");
}
@Override
public void changeChannel(int channel) {
System.out.println("Changing to channel " + channel + ".");
}
}
// Facade（外观）
class HomeTheaterFacade {
private Light light;
private AirConditioner airConditioner;
private Television television;
public HomeTheaterFacade(Light light, AirConditioner airConditioner, Television television) {
this.light = light;
this.airConditioner = airConditioner;
this.television = television;
}
public void startWatchingMovie() {
light.turnOn();
airConditioner.coolDown();
television.turnOn();
television.changeChannel(1);
}
public void endWatchingMovie() {
light.turnOff();
airConditioner.warmUp();
television.turnOff();
}
}
// Client（客户端）
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Light light = new SmartLight();
AirConditioner airConditioner = new SmartAirConditioner();
Television television = new SmartTelevision();
HomeTheaterFacade homeTheater = new HomeTheaterFacade(light, airConditioner, television);
homeTheater.startWatchingMovie();
System.out.println("Watching movie...");
homeTheater.endWatchingMovie();
}
}5、注意事项
- 外观类的职责：外观类应该仅负责协调子系统的交互，而不应包含任何业务逻辑。如果外观类过于庞大，可能意味着它承担了过多职责，需要进行拆分。
- 避免过度封装：虽然外观模式旨在简化接口，但如果过度封装，可能会隐藏过多子系统的功能，限制系统的灵活性。应根据实际需求，平衡接口的简化和功能的暴露。
6、优缺点
优点：
- 简化接口：外观模式为子系统提供了一个简化的、易于使用的接口，降低了客户端的使用难度。
- 减少系统间的耦合：通过外观类，客户端无需直接与子系统交互，减少了客户端与子系统之间的耦合。
- 易于扩展：新增子系统或修改子系统功能时，只需修改外观类即可，不影响客户端代码。
缺点：
- 可能隐藏子系统功能：如果外观类过度封装，可能会隐藏子系统的某些功能，限制系统的灵活性。
- 增加额外的类：使用外观模式需要额外创建外观类，增加了系统的复杂性。
7、使用过程中可能遇到的问题及解决方案
外观类过于庞大：如果外观类包含了过多的协调逻辑，可能会变得庞大且难以维护。
解决方案：遵循单一职责原则，将外观类拆分为多个小的外观类，每个外观类负责协调一部分子系统的交互。或者，对于复杂的协调逻辑，可以考虑使用命令模式或中介者模式。
子系统间的依赖关系复杂：如果子系统间的依赖关系复杂，可能会导致外观类的实现困难。
解决方案：梳理和简化子系统间的依赖关系，或者使用依赖注入框架（如Spring）来管理依赖关系。对于复杂的依赖关系，可以考虑使用享元模式、策略模式等进行优化。
8、与其他模式的对比
- 与适配器模式相比：外观模式和适配器模式都涉及接口的转换，但外观模式的目标是简化接口，而适配器模式的目标是解决接口不兼容问题。
- 与代理模式相比：外观模式和代理模式都涉及对象的封装，但外观模式侧重于简化子系统的使用，而代理模式侧重于控制对象的访问，如添加额外的逻辑（如权限控制、日志记录等）或实现远程访问。
注意：
外观模式通过提供一个统一的接口，简化了客户端与子系统之间的交互，适用于简化复杂接口、子系统聚合以及分阶段开发等场景。在使用过程中，应注意外观类的职责、避免过度封装，并了解其优缺点。针对外观类过于庞大、子系统间的依赖关系复杂等问题，应采取相应解决方案。同时，应理解外观模式与其他模式（如适配器模式、代理模式）的区别。
