java设计模式学习之【外观模式】

news2024/11/28 22:49:49

文章目录

引言
外观模式简介
- 定义与用途
- 实现方式
使用场景
优势与劣势
外观模式在Spring中的应用
图形示例
代码地址

引言

软件开发有点像烹饪一道美味佳肴，涉及的材料和步骤可能会让人眼花缭乱。就像在一家大型餐厅厨房中，有许多不同的厨房工具和设备，而每位大厨只需专注于自己的拿手绝活。但是，如果每位大厨都在独立操作，可能就会出现混乱。在这个时候，外观模式就像一位负责整个厨房协调工作的主厨，为客人端上一道道精致的菜肴，而客人无需关心每个食材的具体来源和烹饪过程。

外观模式简介

定义与用途

外观模式又叫门面模式，是一种结构型设计模式，提供了一个统一的接口，以简化底层系统的复杂性。通过定义一个高层接口，客户端与子系统的交互变得更加简单，同时降低了客户端与子系统之间的耦合度。

实现方式

外观模式包含以下主要角色：
外观（Facade）： 在外观模式中，外观类是核心。它被客户端调用，知道如何将客户端的请求委派给适当的子系统进行处理。
子系统（Subsystems）： 子系统是外观的客户端。它包含了处理外观类指派的任务的具体类。

实现方式相对简单：
创建一个外观类，该类提供了一个简化接口，用于与系统中的一组接口进行交互。
外观类将客户端的请求委派给系统中的各个子系统。

使用场景

外观模式适用于以下场景：

简化复杂系统接口：当一个系统包含许多复杂的子系统时，每个子系统都有自己的接口，而客户端需要与多个子系统交互，这时引入外观模式可以简化这些接口，提供一个更高层次、更简单的接口给客户端使用。
隐藏子系统的复杂性：外观模式通过提供一个统一的接口，将子系统的复杂性隐藏起来，使得客户端不必了解子系统的具体实现，从而降低了系统的耦合度。
系统分层结构：当系统分为多个层次结构时，每个层次都有自己的接口，而上层需要与多个下层交互。外观模式可以在每个层次中引入外观，提供一个简单的接口供上层使用，降低了层次间的耦合度。
封装与解耦：外观模式封装了系统的复杂性，提供了一个简单的接口，使得客户端不必关心系统内部的复杂逻辑。这种封装有助于解耦，使得系统的变化不会影响到客户端。

优势与劣势

优势

简化了客户端与子系统之间的交互，降低了耦合度。
对客户端隐藏了子系统的具体实现，提高了系统的安全性。
外观类的存在使得系统更容易维护和扩展。

劣势

如果系统变得更加复杂，可能需要修改外观类，引入新的问题。
违反了开闭原则，对修改开放，对扩展封闭。

外观模式在Spring中的应用

Spring AOP（面向切面编程）： AOP 是 Spring 框架的一个核心模块，用于处理横切关注点，例如事务管理、日志记录等。在AOP中，切面（Aspect）充当了外观角色，它封装了横切关注点的逻辑，并提供了一个简单的接口供客户端使用。通过引入AOP外观，开发者可以在不修改原有业务逻辑的情况下，实现诸如事务、日志等横切关注点。

Spring MVC（Model-View-Controller）： 在Spring MVC中，控制器（Controller）充当了外观角色，它负责接收用户请求、调用业务逻辑处理器、选择视图进行展示。控制器封装了复杂的请求处理流程，提供了一个简单的接口供前端控制器（DispatcherServlet）使用。这样，前端控制器就无需关心具体的请求处理细节。

Spring Data（数据访问）： Spring Data是Spring框架的一个子项目，用于简化数据访问的开发。在Spring Data中，各种数据访问技术（如JPA、Hibernate、MongoDB等）充当了外观角色，它们封装了底层数据访问细节，提供了一致的数据访问接口供开发者使用。开发者无需关心底层数据访问技术的差异，通过统一的接口即可进行数据操作。

Spring Security（安全框架）： Spring Security用于处理应用程序的安全性问题，包括身份验证、授权等。在Spring Security中，安全过滤器链充当了外观角色，它封装了一系列的安全处理步骤，提供了一个简单的接口供开发者配置和使用。通过引入安全过滤器链外观，开发者可以方便地实现各种安全功能，而无需深入了解每个安全处理步骤的实现。

Spring Integration（集成框架）： Spring Integration是Spring框架的一个扩展模块，用于处理各种不同系统之间的集成问题。在Spring Integration中，集成通道充当了外观角色，它封装了消息通道、消息处理器等组件，提供了一个简单的接口供开发者使用。通过引入集成通道外观，开发者可以更容易地实现系统集成，而无需关心底层的集成细节。

图形示例

在这里插入图片描述
步骤 1： 创建图形一个接口。

public interface Shape {
    void draw();
}

步骤 2： 创建实现相同接口的具体类。

public class Rectangle implements Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("图形：矩形");
    }

}

public class Circle implements Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("图形：圆形");
    }

}

步骤 3： 创建外观类

public class ShapeMaker {

    private Shape circle;
    private Shape rectangle;
    private Shape square;

    public ShapeMaker() {
        circle = new Circle();
        rectangle = new Rectangle();
        square = new Square();
    }

    public void drawCircle(){
        circle.draw();
    }

    public void drawRectangle(){
        rectangle.draw();
    }

    public void drawSquare(){
        square.draw();
    }

}

步骤 4： 使用外观类绘制各种类型的形状。

public class FacadePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker();

        shapeMaker.drawCircle();
        shapeMaker.drawRectangle();
        shapeMaker.drawSquare();
    }
}

在这里插入图片描述
在这个示例中，我们有一个 Shape 接口，以及实现该接口的具体形状类（Rectangle、Square、Circle）。然后，我们创建了一个外观类 ShapeMaker，该类封装了对这些具体形状类的调用。最后，在 FacadePatternDemo 类中，我们使用 ShapeMaker 类来绘制各种类型的形状。