优雅的程序设计：掌握门面模式的奥秘

前言

在软件开发中，设计模式扮演着至关重要的角色，而门面模式则是其中的瑰宝。如果你渴望简化复杂的系统、提高代码的可维护性和可扩展性，那么这篇文章是必读之选。它深入剖析了门面模式的核心原理，通过实战案例展示了其在现实场景中的应用。无论你是初学者还是经验丰富的开发者，你都将从中获得启发和实用的指导。让我们一起探索门面模式的奥秘，为软件开发的成功铺就坚实的基石！

什么是门面模式

门面模式是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。它定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。这种模式常用于将一个复杂的子系统封装成一个简单的接口，使得客户端可以方便地使用子系统的功能，而不需要了解子系统的具体实现细节。

门面模式的特点

1. 代理模式能够隐藏真实对象的实现细节，使客户端无需知晓真实对象的工作方式和结构。
2. 通过代理类来间接访问真实类，可以在不修改真实类的情况下对其进行扩展、优化或添加安全措施。
3. 代理模式实现起来简单，易于扩展和维护，符合面向对象设计原则中的开闭原则。

门面模式的核心原理

门面模式是一种结构型设计模式，其核心原理是将复杂系统的复杂性隐藏在一个简单的接口后面，以此来简化系统的使用。在门面模式中，一个门面类(Facade)作为系统和客户端之间的接口，屏蔽了系统的复杂性，使得客户端可以通过简单的接口来访问系统的功能。门面类将系统的各个子系统组合起来，提供了一个简单而统一的接口，使得客户端可以方便地使用系统的功能，同时也保证了系统的灵活性和可扩展性。因此，门面模式是一种非常实用的设计模式，在现代软件开发中得到了广泛的应用。

门面模式（Facade Pattern）有三个核心角色：

1. 门面角色（Facade）：这是门面模式的核心，被客户角色调用。它熟悉子系统的功能，内部根据客户角色已有的需求预定了几种功能组合。
2. 子系统角色（Subsystem）：实现了子系统的功能。对于子系统角色来说，门面角色和客户角色都是未知的，它没有任何门面角色信息和链接。
3. 客户角色（Client）：这是使用门面模式的外部请求者，它通过门面角色来访问子系统，以获取所需的功能。

门面模式如何实现

假如用门面模式来模拟实现一下去饭店点菜吃饭应该怎么实现呢？虽然去饭店吃饭这件事挺普通的，但是要想吃到饭，起码是要走这样一个流程：点餐、炒菜、上菜、收/付钱。其实这里的饭店就可以看作是一个门面角色，饭店内不同的角色：如老板、收银员、服务员、厨师等，可以看作是饭店这个门面内的子系统角色，不同的角色职责是不同的，服务员负责帮客人点餐、上菜，厨师炒菜，收银员负责收钱，但是对于客人而言，吃饭是重点，通常不会关注是谁做的、谁端上来的。

那使用门面模式怎么实现呢？UML类图如下：

1、Restaurant：饭店类，有三个List类型的属性，分别用来表示饭店内会有厨师、服务员、收银员等不同角色的人员对象；对应还有三个可以给饭店增加三种不同角色人员的方法；最后一个方法就是饭店对外的主要职能：可以吃饭；

2、Waiter：服务员类，有两个方法：帮客人下单、上菜；

3、Cook：厨师类，有一个方法：炒菜；

4、Cashier：收银员类，有一个方法：收菜；

5、Cilent:客户端类，作为客户端，直接依赖Restaurant类，而不具体去找某个服务员或厨师；

/** 
* 服务员 
*
/@Data
@AllArgsConstructor
public class Waiter {
    private String name;

    public void placeOrder(){
        System.out.println(this.name+"->帮客人点菜");
    }

    public void serveDishes(){
        System.out.println(this.name+"->给客人上菜");
    }
}

/** * 厨师 */@Data
@AllArgsConstructor
public class Cook {
    private String name;

    public void cooking() {
        System.out.println(this.name + "->炒菜");
    }
}

/** 
* 收银员 
*/
@Data
@AllArgsConstructor
public class Cashier {
    private String name;

    public void collectMoney() {
        System.out.println(this.name + "->收钱");
    }
}

/** 
* 饭店 
*/ 
@Data
public class Restaurant {
    private String name;
    private List<Cook> cooks = new ArrayList<>();
    private List<Waiter> waiters = new ArrayList<>();
    private List<Cashier> cashiers = new ArrayList<>();

    public Restaurant(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void addCooks(Cook cook) {
        this.cooks.add(cook);
    }

    public void addWaiter(Waiter waiter) {
        this.waiters.add(waiter);
    }

    public void addCashier(Cashier cashier) {
        this.cashiers.add(cashier);
    }

    private int ranomInt(Integer maxInt){
        Random random = new Random();
        return random.nextInt(maxInt);
    }
    public void eat(){
        this.waiters.get(this.ranomInt(this.waiters.size())).placeOrder();//点菜
        this.cooks.get(this.ranomInt(this.cooks.size())).cooking();//炒菜
        this.waiters.get(this.ranomInt(this.waiters.size())).serveDishes();//上菜
        System.out.println("客人->吃饭");
        this.cashiers.get(this.ranomInt(this.cashiers.size())).collectMoney();//收钱

    }
}

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Restaurant restaurant = new Restaurant("和平饭店");        Cook cook1 = new Cook("张厨师");
        Cook cook2 = new Cook("李厨师");
        restaurant.addCooks(cook1);
        restaurant.addCooks(cook2);
        Waiter waiter1 = new Waiter("王小红");
        Waiter waiter2 = new Waiter("张小月");
        restaurant.addWaiter(waiter1);
        restaurant.addWaiter(waiter2);
        Cashier cashier1 = new Cashier("老板");
        Cashier cashier2 = new Cashier("老板娘");
        restaurant.addCashier(cashier1);
        restaurant.addCashier(cashier2);
        restaurant.eat();
    }
}

门面模式的适用场景

门面模式适用于以下场景：

1. 为一个复杂的子系统提供一个简单的接口，使得客户端可以方便地使用子系统的功能。
2. 需要对一个子系统进行封装，并隐藏子系统的内部实现细节，只提供一个精简的接口供客户端使用，这样可以降低客户端与子系统的耦合度。
3. 需要提高子系统的独立性，使得客户端不直接与子系统交互，而是通过门面角色来进行交互。
4. 需要隔离客户端与子系统的直接交互，预防低水平人员带来的风险扩散。

总结

优点：

1. 减少系统的相互依赖：门面模式可以让客户端只需要依赖门面对象，而与子系统无关。这样可以降低系统耦合度。
2. 提高灵活性：通过门面角色，客户端不再直接与子系统交互，而是通过门面角色提供的精简接口来实现交互。这样，子系统的内部实现细节可以被隐藏起来，子系统如何变化对客户端来说是透明的，提高了系统的灵活性。
3. 提高安全性：外部只能通过门面访问子系统的功能，门面没有开放的就不能访问，提高了子系统的安全性。

缺点：

1. 不符合开闭原则。系统投产后，一旦发现错误，只能修改门面角色的代码，风险比较大。
2. 系统的复杂性和理解难度有一定增加；

总的来说，门面模式可以简化复杂子系统的使用、隐藏实现细节、提高子系统独立性和隔离客户端与子系统的直接交互，但也存在一些缺点需要注意。在具体使用时，需要根据具体情况进行权衡，并考虑是否适合使用该模式。

写在最后

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