外观模式

1）概述

1.问题

在软件开发中，为完成一项较为复杂的功能，一个客户类需要和多个业务类交互，而这些需要交互的业务类经常会作为一个整体出现，由于涉及到的类比较多，导致使用时代码较为复杂。

2.作用

引入一个外观角色来简化客户端与子系统之间的交互，为复杂的子系统调用提供一个统一的入口，降低子系统与客户端的耦合度，使客户端调用更方便。

3.结构图

外观模式引入了一个新的外观类(Facade)，它为多个业务类的调用提供了一个统一的入口，简化了类与类之间的交互。

4.定义

为子系统中的一组接口提供一个统一的入口，子系统的外部与其内部的通信通过一个统一的外观类进行，外观类将客户类与子系统的内部复杂性分隔开，使得客户类只需要与外观角色打交道，而不需要与子系统内部的多个对象打交道。

2）简单案例1

1.结构图

2.角色

• Facade（外观角色）：在客户端可以调用它的方法，在外观角色中可以知道相关的（一个或者多个）子系统的功能和责任；在正常情况下，它将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去，传递给相应的子系统对象处理。

• SubSystem（子系统角色）：在软件系统中可以有一个或者多个子系统角色，每一个子系统可以不是一个单独的类，而是一个类的集合，它实现子系统的功能；每一个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色调用，它处理由外观类传过来的请求；子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观角色仅仅是另外一个客户端而已。

3.代码实现

外观类

public class Facade
{
    private SubSystemA obj1 = new SubSystemA();
    private SubSystemB obj2 = new SubSystemB();
    private SubSystemC obj3 = new SubSystemC();

    public void Method()
    {
        obj1.MethodA();
        obj2.MethodB();
        obj3.MethodC();
    }
}

子系统类

public class SubSystemA{
    public void MethodA() {
        //业务实现代码
    }
}

public class SubSystemB {
    public void MethodB() {
        //业务实现代码
    }
}

public class SubSystemC {
    public void MethodC() {
        //业务实现代码
    }
}

程序类

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        facade.Method();
    }
}

3）简单案例2

1.结构图

2.角色

EncryptFacade充当外观类，FileReader、CipherMachine和FileWriter充当子系统类。

4）抽象外观类

1.问题

在标准的外观模式结构图中，如果需要增加、删除或更换与外观类交互的子系统类，必须修改外观类或客户端的源代码。

2.解决方案

引入抽象外观类，客户端可以针对抽象外观类进行编程，对于新的业务需求，不需要修改原有外观类，而对应增加一个新的具体外观类，由新的具体外观类来关联新的子系统对象，同时通过修改配置文件来达到不修改任何源代码并更换外观类的目的。

3.结构图

5）总结

1.优点

• 对客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易，通过引入外观模式，客户端代码变得很简单，与之关联的对象也很少。

• 实现了子系统与客户端之间的松耦合关系，使得子系统的变化不会影响到调用它的客户端，只需要调整外观类即可。

• 一个子系统的修改对其它子系统没有任何影响，而且子系统内部变化也不会影响到外观对象。

2.缺点

• 不能限制客户端直接使用子系统类，如果对客户端访问子系统类做太多的限制则减少了可变性和灵活性。

• 如果设计不当，增加新的子系统可能需要修改外观类的源代码，违背了开闭原则。

3.适用场景

• 需要为访问复杂的子系统提供一个简单入口时可以使用外观模式。

• 客户端程序与多个子系统之间存在很大的依赖性，引入外观类可以将子系统与客户端解耦，从而提高子系统的独立性和可移植性。

• 在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口，层与层之间不直接产生联系，而通过外观类建立联系，降低层之间的耦合度。