【行为型之中介者模式】游戏开发实战——Unity复杂系统协调与通信架构的核心秘诀

敲代码的 蜡笔小新2025-05-16 1:38

文章目录

🕊️ 中介者模式（Mediator Pattern）深度解析

------以Unity实现跨系统通信 与复杂UI协调为核心案例

一、模式本质与核心价值

核心目标 ：

✅ 解耦对象间的直接依赖 ，通过中介者集中管理交互

✅ 简化网状通信 为星型结构，提升系统可维护性

✅ 统一控制交互逻辑，便于扩展新通信规则

关键术语：

  • Mediator（中介者接口）：定义对象间通信的接口
  • ConcreteMediator（具体中介者）：实现协调逻辑
  • Colleague（同事类）：需要交互的对象，依赖中介者

数学表达 ：

设有N个对象，原始耦合度为O(N²)，引入中介者M后降为O(N)

二、经典UML结构

<<interface>> IMediator +Notify(sender: object, event: string) AchievementMediator +Notify() UIColleague -mediator: IMediator +OnUpdate() AchievementSystem -mediator: IMediator +UnlockAchievement()

三、Unity实战代码（成就系统协调）
1. 定义中介者接口与同事基类
csharp 复制代码 
public interface IMediator {
    void Notify(object sender, string eventType, object data = null);
}

public abstract class Colleague : MonoBehaviour {
    [SerializeField] protected IMediator mediator;
    
    public void SetMediator(IMediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
}
2. 实现具体同事类
csharp 复制代码 
// 成就系统
public class AchievementSystem : Colleague {
    public void Unlock(string achievementID) {
        Debug.Log($"解锁成就：{achievementID}");
        mediator?.Notify(this, "AchievementUnlocked", achievementID);
    }
}

// UI弹窗系统
public class UIPopup : Colleague {
    public void ShowAchievementPopup(string title) {
        Debug.Log($"显示成就弹窗：{title}");
    }
}

// 音效系统
public class SFXSystem : Colleague {
    public void Play(string clipName) {
        Debug.Log($"播放音效：{clipName}");
    }
}
3. 实现具体中介者
csharp 复制代码 
public class AchievementMediator : IMediator {
    private AchievementSystem _achievement;
    private UIPopup _popup;
    private SFXSystem _sfx;
    
    public AchievementMediator(AchievementSystem a, UIPopup u, SFXSystem s) {
        _achievement = a;
        _popup = u;
        _sfx = s;
        
        _achievement.SetMediator(this);
        _popup.SetMediator(this);
        _sfx.SetMediator(this);
    }
    
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        switch(eventType) {
            case "AchievementUnlocked":
                HandleAchievementUnlocked(data.ToString());
                break;
            case "PopupClosed":
                HandlePopupClosed();
                break;
        }
    }
    
    private void HandleAchievementUnlocked(string id) {
        _popup.ShowAchievementPopup(GetAchievementTitle(id));
        _sfx.Play("AchievementUnlocked");
        SaveSystem.SaveAchievement(id);
    }
    
    private void HandlePopupClosed() {
        _sfx.Play("ButtonClick");
    }
}
4. 客户端使用
csharp 复制代码 
public class GameManager : MonoBehaviour {
    [SerializeField] private AchievementSystem achievement;
    [SerializeField] private UIPopup popup;
    [SerializeField] private SFXSystem sfx;
    
    private IMediator _mediator;
    
    void Start() {
        _mediator = new AchievementMediator(achievement, popup, sfx);
    }
    
    void Update() {
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.A)) {
            achievement.Unlock("KILL_100_ENEMIES");
        }
    }
}
四、模式进阶技巧
1. 事件总线集成
csharp 复制代码 
public class EventMediator : IMediator {
    private Dictionary<Type, List<Action<object>>> _handlers = new();
    
    public void Subscribe<T>(Action<T> handler) {
        var type = typeof(T);
        if(!_handlers.ContainsKey(type)) {
            _handlers[type] = new List<Action<object>>();
        }
        _handlers[type].Add(obj => handler((T)obj));
    }
    
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        if(_handlers.TryGetValue(data.GetType(), out var handlers)) {
            foreach(var h in handlers) h(data);
        }
    }
}
2. 状态依赖管理
csharp 复制代码 
public class StateDependentMediator : IMediator {
    private Dictionary<GameState, Action<object>> _stateHandlers = new();
    
    public void RegisterStateHandler(GameState state, Action<object> handler) {
        _stateHandlers[state] = handler;
    }
    
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        if(_stateHandlers.TryGetValue(GameManager.CurrentState, out var handler)) {
            handler(data);
        }
    }
}
3. 优先级路由
csharp 复制代码 
public class PriorityMediator : IMediator {
    private List<(int priority, Action<object>)> _handlers = new();
    
    public void AddHandler(int priority, Action<object> handler) {
        _handlers.Add((priority, handler));
        _handlers.Sort((a,b) => b.priority.CompareTo(a.priority));
    }
    
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        foreach(var h in _handlers) {
            h.handler(data);
        }
    }
}
五、游戏开发典型应用场景

  1. UI系统协调

    csharp 复制代码 
    public class UIMediator : IMediator {
    public void Notify(object sender, string eventType) {
        switch(eventType) {
            case "InventoryOpened":
                PauseGame();
                HideHUD();
                break;
            case "SettingsClosed":
                ResumeGame();
                ShowHUD();
                break;
        }
    }
}

  2. 多人游戏同步

    csharp 复制代码 
    public class NetworkMediator : IMediator {
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        switch(eventType) {
            case "PlayerMove":
                BroadcastToAllClients(data);
                break;
            case "ChatMessage":
                ProcessChatMessage(data);
                break;
        }
    }
}

  3. 任务系统协调

    csharp 复制代码 
    public class QuestMediator : IMediator {
    public void Notify(object sender, string eventType, Quest quest) {
        switch(eventType) {
            case "QuestStarted":
                UpdateQuestLog();
                PlayQuestStartSFX();
                break;
            case "QuestCompleted":
                GrantRewards();
                UpdateNPCdialogue();
                break;
        }
    }
}

  4. 车辆控制系统

    csharp 复制代码 
    public class VehicleMediator : IMediator {
    public void Notify(object sender, string eventType) {
        if(sender is Engine && eventType == "Overheat") {
            ThrottleControl.ReducePower();
            CoolingSystem.ActivateEmergencyCooling();
        }
    }
}
六、性能优化策略
策略 实现方式 适用场景
事件过滤 提前终止不相关事件处理 高频事件系统
批处理 合并多个通知为单个操作 物理系统更新
缓存路由表 预生成事件处理映射 固定事件类型
异步处理 使用UniTask处理耗时操作 网络通信场景
七、模式对比与选择
维度 中介者模式 观察者模式
关注点 集中协调 松散通知
耦合度 同事类依赖中介者 发布者/订阅者解耦
复杂度 较高（需维护中介者） 较低
典型场景 复杂交互协调 简单事件通知
八、最佳实践原则

  1. 职责分离：避免中介者成为"上帝对象"

  2. 接口最小化 ：

    csharp 复制代码 
    public interface IGameMediator {
    void PlayerAction(PlayerActionType action);
    void UIEvent(UIEventType event);
}

  3. 模块化中介者 ：

    csharp 复制代码 
    public class CompositeMediator : IMediator {
    private List<IMediator> _subMediators = new();
    
    public void AddMediator(IMediator m) => _subMediators.Add(m);
    
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        foreach(var m in _subMediators) m.Notify(sender, eventType, data);
    }
}

  4. 异常隔离 ：

    csharp 复制代码 
    public void Notify(...) {
    try {
        // 处理逻辑
    } catch(Exception e) {
        Debug.LogError($"中介者处理异常：{e.Message}");
    }
}
九、常见问题解决方案

Q1：如何防止中介者过度膨胀？

→ 实现分层中介者

csharp 复制代码 
public class HierarchyMediator : IMediator {
    private Dictionary<SystemType, IMediator> _subMediators = new();
    
    public void Notify(...) {
        if(_subMediators.TryGetValue(GetSystemType(sender), out var mediator)) {
            mediator.Notify(sender, eventType, data);
        }
    }
}

Q2：如何处理循环通知？

→ 实现事件标记

csharp 复制代码 
public class Notification {
    public string Type;
    public bool IsProcessed;
}

public void Notify(...) {
    if(notification.IsProcessed) return;
    notification.IsProcessed = true;
    // 处理逻辑
}

Q3：如何调试复杂事件流？

→ 实现事件追踪器

csharp 复制代码 
public class DebugMediator : IMediator {
    public void Notify(object sender, string eventType, object data) {
        Debug.Log($"[{Time.time}] 事件：{eventType} 发送者：{sender.GetType().Name}");
        // 传递给实际中介者...
    }
}

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