设计模式: 行为型之中介者模式(18)

中介者模式概述

• 中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为设计模式，它用于减少对象之间的直接交互，从而使其可以松散耦合
• 中介者模式通过引入一个中介者对象来协调多个对象之间的交互，使得这些对象不需要知道彼此的具体实现，只需与中介者进行通信
• 中介者模式结构
  • 中介者（Mediator）
    • 定义了一个接口，用于与各同事对象通信
  • 具体中介者（ConcreteMediator）
    • 实现中介者接口，协调各个同事对象之间的交互
    • 并可以维护同事对象之间的引用关系
  • 同事类（Colleague）
    • 每一个同事对象都知道中介者对象，并与它通信
    • 但不知道其他同事对象，同事对象之间的交互通过中介者对象来完成

中介者模式应用

// 1. 定义同事类（Colleague）接口
interface Colleague {
  name: string;
  mediator: Mediator;
  send(message: string): void;
  receive(message: string): void;
}

// 2. 定义中介者（Mediator）接口
interface Mediator {
  register(colleague: Colleague): void;
  sendMessage(sender: string, message: string): void;
}

// 3. 创建具体同事类
class ConcreteColleagueA implements Colleague {
  mediator: Mediator;
  name: string;

  constructor(name: string, mediator: Mediator) {
    this.mediator = mediator;
    this.name = name;
  }

  send(message: string): void {
    this.mediator.sendMessage(this.name, message);
  }

  receive(message: string): void {
    console.log(`${this.name} received the message: ${message}`);
  }
}

class ConcreteColleagueB implements Colleague {
  mediator: Mediator;
  name: string;

  constructor(name: string, mediator: Mediator) {
    this.mediator = mediator;
    this.name = name;
  }

  send(message: string): void {
    this.mediator.sendMessage(this.name, message);
  }

  receive(message: string): void {
    console.log(`${this.name} received the message: ${message}`);
  }
}

// 4. 创建具体中介者类
class ConcreteMediator implements Mediator {
  private colleagues: Colleague[] = [];

  register(colleague: Colleague): void {
    this.colleagues.push(colleague);
  }

  sendMessage(sender: string, message: string): void {
    this.colleagues.forEach(colleague => {
      if (colleague.name !== sender) {
        colleague.receive(message);
      }
    });
  }
}

// 使用示例
function main() {
  const mediator = new ConcreteMediator();

  const colleagueA = new ConcreteColleagueA("Colleague A", mediator);
  const colleagueB = new ConcreteColleagueB("Colleague B", mediator);

  mediator.register(colleagueA);
  mediator.register(colleagueB);

  colleagueA.send("Hello from A");
  colleagueB.send("Hello from B");
}

main();

• 首先，我们定义了两个接口：Colleague 和 Mediator
  • Colleague 接口表示参与交互的对象，它有两个方法：send 用于发送消息，receive 用于接收消息
  • 并且有一个属性 mediator，指向中介者对象。Mediator 接口则定义了中介者应当具备的能力，包括注册同事对象（register）和转发消息（sendMessage）
• 我们创建了两个实现了 Colleague 接口的具体同事类 ConcreteColleagueA 和 ConcreteColleagueB
  • 每个具体同事类都有自己的名字，并且持有中介者对象
  • 当它们想要发送消息时，通过调用中介者的 sendMessage 方法而非直接和其他同事类通信
• 实现了 Mediator 接口的 ConcreteMediator 类是具体的中介者
  • 它维护了一个同事对象列表，并提供 register 方法用于同事对象的注册
  • 当一个同事对象通过 sendMessage 发送消息时，中介者会遍历同事列表，将消息转发给除了发送者之外的所有同事对象
• 在 main 函数中，我们创建了一个 ConcreteMediator 对象作为中介者，并创建了两个同事对象（ConcreteColleagueA 和 ConcreteColleagueB）
  • 接着，我们把这两个同事对象注册到中介者，并让每个同事对象发送一条消息
  • 此时，消息通过中介者转发，确保每个同事都能收到除自己发送之外的消息
• 通过这个示例，我们可以看到中介者模式是如何解耦同事对象之间直接的通信关系，转而通过中介者来进行消息传递，从而降低了耦合度，增强了系统的可维护性和扩展性

中介者模式应用场景

• 对象间的交互复杂：当系统中有多个对象相互协作，且它们之间的交互关系错综复杂，表现为网状结构或多对多关系时，可以使用中介者模式来集中管理这些交互，将原来分散在各个对象之间的交互逻辑转移到中介者中，从而简化对象间的直接依赖关系

• 需要解耦对象：当发现系统中对象彼此之间的依赖性过高，修改一个对象可能引起一系列连锁反应时，通过中介者模式可以使对象之间的耦合度降低，提高系统的可维护性和扩展性

• 通信逻辑需要集中控制：在一些场景中，如网络聊天室、飞行控制系统、游戏引擎中的实体交互、UI组件间通信等，需要有一个中心对象来管理和协调不同对象间的通信，这些场景非常适合采用中介者模式

• 易于扩展新功能：当系统中未来可能增加更多参与者（对象）或者改变交互规则时，通过中介者模式可以相对容易地调整和扩展通信逻辑，因为大部分交互都在中介者内完成，不涉及其他对象的改动

• 需要支持模块化：在大型软件系统中，中介者模式可以帮助将系统划分为可独立开发和测试的模块，每个模块作为一个对象与中介者交互，而模块间的复杂交互则通过中介者来组织和协调

• 总之，中介者模式尤其适用于那些对象间交互繁杂，且希望避免对象之间紧密耦合的场景，通过引入中介者，可以将复杂的交互关系转化为中介者与各个对象之间的简单交互

中介者模式优缺点

1 ) 优点

• 降低对象之间的耦合度：同事对象之间不再直接相互调用，而是通过中介者来间接通信，减少了它们之间的耦合

• 易于维护：由于将对象之间的交互逻辑集中到了中介者对象中，因此如果需要修改交互方式，只需修改中介者即可，而无需修改所有同事对象

• 简化对象之间的通信：同事对象不再需要知道其他对象的存在，只需与中介者通信，降低了通信的复杂性

• 支持灵活的通信方式：中介者可以根据需要实现不同的通信策略，比如广播、单播等

2 ）缺点

• 可能产生过多的中介者：如果系统中存在过多的中介者，可能会导致系统结构变得复杂

• 中介者可能变得过于复杂：如果中介者需要处理大量的同事对象之间的交互，其内部逻辑可能会变得相当复杂，难以维护

• 可能引入新的依赖：同事对象依赖于中介者，如果中介者出现问题，可能会影响到多个同事对象的正常工作

• 在使用中介者模式时，需要根据具体场景和需求权衡其优缺点，确保在降低耦合度和简化通信的同时，避免引入过多的复杂性和依赖关系

中介者模式和代理模式区别和联系

• 中介者模式（Mediator Pattern）和代理模式（Proxy Pattern）都是设计模式中的行为型模式，它们在解决软件设计问题上有不同的侧重点和应用场景

1 ）中介者模式

• 目的: 解决对象之间的多重关联和通信复杂性问题，通过引入中介者对象来封装对象间的交互逻辑，使得原本相互耦合的对象转变为与中介者对象的单向关联，从而降低对象之间的耦合度。

• 角色: 同事类（Colleague）、中介者（Mediator）

• 作用: 中介者对象集中处理同事类之间的交互，同事类只与中介者交互，不直接与其他同事类交互。

• 适用场景: 多个对象之间存在复杂的网状交互，如聊天室的消息路由、组件间的通信协调等

2 ）代理模式

• 目的: 为其他对象提供一个代理，以控制对这个对象的访问，增强或扩展功能，如延迟加载、安全性控制、访问权限控制、远程代理、虚拟代理等。
• 角色: 主题（Subject）、代理（Proxy）、真实主题（Real Subject）
• 作用: 代理对象替代真实对象，对外提供相同的接口，但可以在调用前后附加额外的操作，比如缓存、预处理、后处理、权限检查等。
• 适用场景: 需要控制访问、增强功能、保护目标对象或透明地添加额外操作等场合，如数据库连接池、图片懒加载、远程服务调用等。

3 ）区别与联系

• 区别
  • 目的不同：中介者模式主要用于解耦对象间的复杂交互，而代理模式主要用于控制对对象的访问
  • 结构不同：中介者模式中对象与中介者单向交互，代理模式中代理与真实对象的接口一致，代理对象代替或辅助真实对象工作
  • 作用不同：中介者模式改变了对象间的通信结构，代理模式通常不会改变对象间的结构，只是在访问过程中增加了额外的逻辑
• 联系
  • 都属于行为型设计模式，都通过引入中间层对象来改善原有对象结构和行为
  • 都是对对象功能的一种包装和扩展，只不过中介者模式更关注于整体的交互协调，而代理模式更侧重于个体对象的访问控制和功能扩展
  • 在实际开发中，这两种模式经常结合使用，共同优化系统的架构和设计