Java设计模式之中介者模式

在软件设计中，随着系统的复杂性增加，对象之间的交互也变得更加繁琐和难以管理。中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为型设计模式，旨在减少对象之间的耦合性，使它们通过一个中介者对象来进行交互，而不是相互引用。本文将深入探讨中介者模式的概念、实现方式以及其在实际开发中的应用。

一、中介者模式的定义

中介者模式通过引入一个中介者对象，来封装对象之间的交互，防止对象之间的直接通信，从而降低类与类之间的耦合性。中介者模式的核心思想是将系统的行为分散到独立的类中，通过中介者来协调这些行为。

中介者模式的主要角色包括：

中介者（Mediator）：定义了与同事对象通信的接口。
具体中介者（Concrete Mediator）：实现中介者接口，协调各个同事对象之间的通信。
同事类（Colleague）：各个同事类通过中介者对象来通信，而不与其他同事类直接交互。

二、中介者模式的优点

降低类之间的耦合性：中介者模式通过引入一个中介者对象，使得各个同事类之间不再直接引用，从而降低了类之间的耦合性，增强了系统的可维护性和扩展性。
集中控制交互：所有对象之间的交互都由中介者控制和协调，使得系统的交互逻辑更加清晰，有助于维护和修改。
便于扩展：中介者模式使得添加新的同事类或改变同事类的行为变得更加容易，因为这些改变不需要影响其他同事类的实现。

三、中介者模式的实现

下面以一个简化的聊天室应用为例，演示如何在 Java 中实现中介者模式。

首先，我们定义中介者接口 ChatMediator 和同事类接口 User：

java 复制代码

// 中介者接口
public interface ChatMediator {
    void sendMessage(String message, User user);
    void addUser(User user);
}

// 同事类接口
public abstract class User {
    protected ChatMediator mediator;
    protected String name;

    public User(ChatMediator mediator, String name) {
        this.mediator = mediator;
        this.name = name;
    }

    public abstract void send(String message);
    public abstract void receive(String message);
}

接着，我们实现具体的中介者类 ChatMediatorImpl 和具体的同事类 UserImpl：

java 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 具体中介者类
public class ChatMediatorImpl implements ChatMediator {
    private List<User> users;

    public ChatMediatorImpl() {
        this.users = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void sendMessage(String message, User user) {
        for (User u : this.users) {
            // 消息不发送给消息的发送者
            if (u != user) {
                u.receive(message);
            }
        }
    }

    @Override
    public void addUser(User user) {
        this.users.add(user);
    }
}

// 具体同事类
public class UserImpl extends User {

    public UserImpl(ChatMediator mediator, String name) {
        super(mediator, name);
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println(this.name + " 发送消息: " + message);
        mediator.sendMessage(message, this);
    }

    @Override
    public void receive(String message) {
        System.out.println(this.name + " 收到消息: " + message);
    }
}

最后，我们通过一个简单的场景展示如何使用中介者模式：

java 复制代码

public class MediatorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ChatMediator mediator = new ChatMediatorImpl();

        User user1 = new UserImpl(mediator, "Alice");
        User user2 = new UserImpl(mediator, "Bob");
        User user3 = new UserImpl(mediator, "Charlie");

        mediator.addUser(user1);
        mediator.addUser(user2);
        mediator.addUser(user3);

        user1.send("Hello, everyone!");
    }
}

在这个例子中，ChatMediatorImpl 充当了中介者，负责管理和协调 User 对象之间的通信。通过中介者模式，各个 User 对象之间不再直接通信，而是通过中介者传递消息，从而降低了对象之间的耦合性。

四、中介者模式的应用场景

中介者模式适用于以下几种场景：

一组对象之间存在复杂的依赖关系：例如，GUI 的窗口组件之间通常存在复杂的交互逻辑，通过中介者可以将这些交互封装在一个独立的对象中，简化组件之间的依赖。
需要动态调整交互的对象集合：例如，在聊天应用中，用户的加入和退出需要动态调整通信对象的集合，中介者模式可以很好地处理这种场景。
避免对象间的紧耦合：如果系统中存在多个对象相互依赖且关系复杂，使用中介者模式可以避免类之间的直接引用，降低系统的复杂性。

五、结语

中介者模式通过引入一个中介者对象，使得各个同事类之间的通信更加松散耦合，从而提高系统的可维护性和扩展性。虽然中介者模式可以有效地减少对象之间的依赖性，但在实现过程中，可能会导致中介者对象变得过于复杂，因此在使用时需要谨慎考虑。

希望通过本文的介绍，能够帮助你更好地理解和运用中介者模式，打造更加灵活和易于维护的 Java 应用程序。