中介者模式，解耦复杂对象交互的利器
** ，中介者模式是一种行为设计模式，旨在通过引入一个中介对象来解耦多个对象之间的复杂交互关系，在该模式中，各对象不再直接相互通信，而是通过中介者进行协调，从而减少对象间的直接依赖，使系统更易于维护和扩展，中介者模式尤其适用于对象间交互错综复杂的场景，例如GUI组件通信或多模块协作系统，其核心优势在于集中控制交互逻辑，降低耦合度，但需注意避免中介者自身变得过于庞大，典型实现包括聊天室中的消息转发、航班调度系统中的指挥塔等，通过合理使用中介者模式，可以显著提升代码的可读性和灵活性。
在软件开发中,随着系统规模的扩大，对象之间的交互会变得越来越复杂，如果对象之间直接相互引用和通信，会导致代码高度耦合，难以维护和扩展，中介者模式（Mediator Pattern）提供了一种解决方案，通过引入一个中介者对象来封装对象之间的交互，从而降低对象之间的直接依赖关系，本文将详细介绍中介者模式的概念、结构、实现方式、优缺点以及适用场景。
中介者模式的定义
中介者模式是一种行为设计模式,其核心思想是用一个中介对象来封装一系列对象之间的交互，中介者使各个对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合度降低，并且可以独立地改变它们之间的交互方式。
该模式属于对象行为型模式，主要解决对象间复杂交互的问题，使得系统更易于维护和扩展。
中介者模式的结构
中介者模式主要包含以下几个角色：
-
Mediator（中介者接口）
定义对象间通信的接口，通常包含一个或多个方法，用于协调不同对象之间的交互。 -
ConcreteMediator（具体中介者）
实现中介者接口，负责协调各个同事对象的行为，它知道所有同事对象，并在必要时进行消息转发或逻辑处理。 -
Colleague（同事类接口）
定义同事类的通用接口，通常包含一个指向中介者的引用，以便同事对象可以通过中介者进行通信。 -
ConcreteColleague（具体同事类）
实现同事类接口，每个同事类都知道中介者，并在需要与其他同事通信时，通过中介者进行交互，而不是直接引用其他同事对象。
中介者模式的实现示例
为了更好地理解中介者模式,我们来看一个简单的例子：聊天室系统，在这个系统中，多个用户（User）可以发送消息，但用户之间并不直接通信，而是通过聊天室（ChatRoom）这个中介者来转发消息。
（1）定义中介者接口
public interface ChatMediator {
void sendMessage(String message, User user);
void addUser(User user);
}
（2）实现具体中介者（聊天室）
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ChatRoom implements ChatMediator {
private List<User> users;
public ChatRoom() {
this.users = new ArrayList<>();
}
@Override
public void sendMessage(String message, User user) {
for (User u : users) {
if (u != user) { // 不发送给自己
u.receive(message);
}
}
}
@Override
public void addUser(User user) {
users.add(user);
}
}
（3）定义同事类（用户）
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);
}
（4）实现具体同事类
public class ChatUser extends User {
public ChatUser(ChatMediator mediator, String name) {
super(mediator, name);
}
@Override
public void send(String message) {
System.out.println(name + " 发送消息: " + message);
mediator.sendMessage(message, this);
}
@Override
public void receive(String message) {
System.out.println(name + " 收到消息: " + message);
}
}
（5）客户端使用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ChatMediator chatRoom = new ChatRoom();
User user1 = new ChatUser(chatRoom, "Alice");
User user2 = new ChatUser(chatRoom, "Bob");
User user3 = new ChatUser(chatRoom, "Charlie");
chatRoom.addUser(user1);
chatRoom.addUser(user2);
chatRoom.addUser(user3);
user1.send("大家好！");
user2.send("Hello！");
}
}
输出结果：
Alice 发送消息: 大家好！
Bob 收到消息: 大家好！
Charlie 收到消息: 大家好！
Bob 发送消息: Hello！
Alice 收到消息: Hello！
Charlie 收到消息: Hello！中介者模式的优缺点
优点
- 降低耦合度：对象之间不再直接相互引用，而是通过中介者通信，减少了类之间的依赖。
- 集中控制逻辑：中介者封装了对象间的交互逻辑，使得系统更易于维护和扩展。
- 简化对象设计：每个对象只需关注自身行为，而不需要了解其他对象的细节。
缺点
- 中介者可能变得复杂：如果对象间交互逻辑非常复杂，中介者可能会变成一个“上帝类”，难以维护。
- 性能影响：所有通信都经过中介者，可能会引入额外的性能开销。
中介者模式的适用场景
- 多个对象之间存在复杂的交互，导致代码难以维护。
- 需要集中管理对象间的通信，例如聊天室、事件调度系统等。
- 希望减少对象之间的直接依赖，提高系统的灵活性和可扩展性。
中介者模式与其他模式的对比
- 与观察者模式：观察者模式用于一对多的依赖关系，而中介者模式用于多对多的交互。
- 与外观模式：外观模式简化了子系统接口，而中介者模式协调对象间的交互。
中介者模式通过引入一个中介者对象,有效地解耦了对象之间的复杂交互，使得系统更加灵活和可维护，它特别适用于对象间交互频繁且复杂的场景，如GUI组件通信、聊天室、任务调度等，如果中介者逻辑过于复杂，可能会导致性能问题，因此在使用时需要权衡利弊。
在实际开发中,合理运用中介者模式可以显著提高代码的可读性和可扩展性，是软件架构设计中一个非常有价值的工具。