中介者模式-Mediator Pattern

如果在一个系统中对象之间的联系呈现为网状结构，对象之间存在大量的多对多联系，将导致系统非常复杂，这些对象既会影响别的对象，也会被别的对象所影响，这些对象称为同事对象，它们之间通过彼此的相互作用实现系统的行为。在网状结构中，几乎每个对象都需要与其他对象发生相互作用，而这种相互作用表现为一个对象与另外一个对象的直接耦合，这将导致一个过度耦合的系统。

如果把这种“网状结构”改为“星形结构”的话，将大大降低它们之间的“耦合性”，这时只要找一个“中介者”就可以了。如前面所说的“每个人必须记住所有朋友电话”的问题，只要在网上建立一个每个朋友都可以访问的“通信录”就解决了。这样的例子还有很多，例如，你刚刚参力口工作想租房，可以找“房屋中介”；或者，自己刚刚到一个陌生城市找工作，可以找“人才交流中心”帮忙。

在软件的开发过程中，这样的例子也很多，例如，在 MVC 框架中，控制器（C）就是模型（M）和视图（V）的中介者；还有大家常用的 QQ 聊天程序的“中介者”是 QQ 服务器。所有这些，都可以采用“中介者模式”来实现，它将大大降低对象之间的耦合性，提高系统的灵活性。

模式的定义与特点

中介者（Mediator）模式的定义：定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互，使原有对象之间的耦合松散，且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式又叫调停模式，它是迪米特法则的典型应用。

中介者模式是一种对象行为型模式，其主要优点如下。

(1) 中介者模式简化了对象之间的交互，它用中介者和同事的一对多交互代替了原来同事之间的多对多交互，一对多关系更容易理解、维护和扩展，将原本难以理解的网状结构转换成相对简单的星型结构。

(2) 中介者模式可将各同事对象解耦。中介者有利于各同事之间的松耦合，我们可以独立的改变和复用每一个同事和中介者，增加新的中介者和新的同事类都比较方便，更好地符合“开闭原则”。

(3) 可以减少子类生成，中介者将原本分布于多个对象间的行为集中在一起，改变这些行为只需生成新的中介者子类即可，这使各个同事类可被重用，无须对同事类进行扩展。

其主要缺点是：当同事类太多时，中介者的职责将很大，它会变得复杂而庞大，以至于系统难以维护。

模式的结构与实现

中介者模式实现的关键是找出“中介者”，下面对它的结构和实现进行分析。

1. 模式的结构

中介者模式包含以下主要角色。

抽象中介者（Mediator）角色：它是中介者的接口，提供了同事对象注册与转发同事对象信息的抽象方法。
具体中介者（ConcreteMediator）角色：实现中介者接口，定义一个 List 来管理同事对象，协调各个同事角色之间的交互关系，因此它依赖于同事角色。
抽象同事类（Colleague）角色：定义同事类的接口，保存中介者对象，提供同事对象交互的抽象方法，实现所有相互影响的同事类的公共功能。
具体同事类（Concrete Colleague）角色：是抽象同事类的实现者，当需要与其他同事对象交互时，由中介者对象负责后续的交互。

中介者模式的结构图如图 1 所示。

图1 中介者模式的结构图

2. 模式的实现

中介者模式的实现代码如下：

package mediator;
import java.util.*;
public class MediatorPattern
{public static void main(String[] args){Mediator md=new ConcreteMediator();Colleague c1,c2;c1=new ConcreteColleague1();c2=new ConcreteColleague2();md.register(c1);md.register(c2);c1.send();System.out.println("-------------");c2.send();}
}
//抽象中介者
abstract class Mediator
{public abstract void register(Colleague colleague);public abstract void relay(Colleague cl); //转发
}
//具体中介者
class ConcreteMediator extends Mediator
{private List<Colleague> colleagues=new ArrayList<Colleague>();public void register(Colleague colleague){if(!colleagues.contains(colleague)){colleagues.add(colleague);colleague.setMedium(this);}}public void relay(Colleague cl){for(Colleague ob:colleagues){if(!ob.equals(cl)){((Colleague)ob).receive();}   }}
}
//抽象同事类
abstract class Colleague
{protected Mediator mediator;public void setMedium(Mediator mediator){this.mediator=mediator;}   public abstract void receive();   public abstract void send();
}
//具体同事类
class ConcreteColleague1 extends Colleague
{public void receive(){System.out.println("具体同事类1收到请求。");}   public void send(){System.out.println("具体同事类1发出请求。");mediator.relay(this); //请中介者转发}
}
//具体同事类
class ConcreteColleague2 extends Colleague
{public void receive(){System.out.println("具体同事类2收到请求。");}   public void send(){System.out.println("具体同事类2发出请求。");mediator.relay(this); //请中介者转发}
}

程序的运行结果如下：

具体同事类1发出请求。
具体同事类2收到请求。
-------------
具体同事类2发出请求。
具体同事类1收到请求。

模式的应用实例

例：用中介者模式编写一个“房地产交流平台”程序。

说明：房地产交流平台是“房地产中介公司”提供给“卖方客户”与“买方客户”进行信息交流的平台，比较适合用中介者模式来实现。

首先，定义一个中介公司（Medium）接口，它是抽象中介者，它包含了客户注册方法 register(Customer member) 和信息转发方法 relay(String from,String ad)；再定义一个韶关房地产中介（EstateMedium）公司，它是具体中介者类，它包含了保存客户信息的 List 对象，并实现了中介公司中的抽象方法。

然后，定义一个客户（Qistomer）类，它是抽象同事类，其中包含了中介者的对象，和发送信息的 send(String ad) 方法与接收信息的 receive(String from，Stringad) 方法的接口，由于本程序是窗体程序，所以本类继承 JPmme 类，并实现动作事件的处理方法 actionPerformed(ActionEvent e)。

最后，定义卖方（Seller）类和买方（Buyer）类，它们是具体同事类，是客户（Customer）类的子类，它们实现了父类中的抽象方法，通过中介者类进行信息交流，其结构图如图 2 所示。

图2 韶关房地产交流平台的结构图

程序代码如下：

package mediator;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Container;
import java.awt.event.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;
public class DatingPlatform
{public static void main(String[] args){Medium md=new EstateMedium();    //房产中介Customer member1,member2;member1=new Seller("张三(卖方)");member2=new Buyer("李四(买方)");md.register(member1); //客户注册md.register(member2);}
}
//抽象中介者：中介公司
interface Medium
{void register(Customer member); //客户注册void relay(String from,String ad); //转发
}
//具体中介者：房地产中介
class EstateMedium implements Medium
{private List<Customer> members=new ArrayList<Customer>();   public void register(Customer member){if(!members.contains(member)){members.add(member);member.setMedium(this);}}   public void relay(String from,String ad){for(Customer ob:members){String name=ob.getName();if(!name.equals(from)){((Customer)ob).receive(from,ad);}   }}
}
//抽象同事类：客户
abstract class Customer extends JFrame implements  ActionListener
{private static final long serialVersionUID=-7219939540794786080L;protected Medium medium;protected String name;   JTextField SentText;JTextArea ReceiveArea;   public Customer(String name){super(name);this.name=name;       }void ClientWindow(int x,int y){       Container cp;        JScrollPane sp;JPanel p1,p2;        cp=this.getContentPane();       SentText=new JTextField(18);ReceiveArea=new JTextArea(10,18);ReceiveArea.setEditable(false);p1=new JPanel();p1.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("接收内容："));       p1.add(ReceiveArea);sp=new JScrollPane(p1);cp.add(sp,BorderLayout.NORTH);        p2=new JPanel();p2.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("发送内容："));       p2.add(SentText);   cp.add(p2,BorderLayout.SOUTH);       SentText.addActionListener(this);       this.setLocation(x,y);this.setSize(250, 330);this.setResizable(false); //窗口大小不可调整this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);      this.setVisible(true);       }public void actionPerformed(ActionEvent e){String tempInfo=SentText.getText().trim();SentText.setText("");this.send(tempInfo);}public String getName(){    return name;   }public void setMedium(Medium medium){      this.medium=medium;  }   public abstract void send(String ad);public abstract void receive(String from,String ad);
}
//具体同事类：卖方
class Seller extends Customer
{private static final long serialVersionUID=-1443076716629516027L;public Seller(String name){super(name);ClientWindow(50,100);}   public void send(String ad){ReceiveArea.append("我(卖方)说: "+ad+"\n");//使滚动条滚动到最底端ReceiveArea.setCaretPosition(ReceiveArea.getText().length());medium.relay(name,ad);}public void receive(String from,String ad){ReceiveArea.append(from +"说: "+ad+"\n");//使滚动条滚动到最底端ReceiveArea.setCaretPosition(ReceiveArea.getText().length());}
}
//具体同事类：买方
class Buyer extends Customer
{private static final long serialVersionUID = -474879276076308825L;public Buyer(String name){super(name);ClientWindow(350,100);}   public void send(String ad){ReceiveArea.append("我(买方)说: "+ad+"\n");//使滚动条滚动到最底端ReceiveArea.setCaretPosition(ReceiveArea.getText().length());medium.relay(name,ad);}public void receive(String from,String ad){ReceiveArea.append(from +"说: "+ad+"\n");//使滚动条滚动到最底端ReceiveArea.setCaretPosition(ReceiveArea.getText().length());}
}

模式的应用场景

前面分析了中介者模式的结构与特点，下面分析其以下应用场景。

(1) 系统中对象之间存在复杂的引用关系，系统结构混乱且难以理解。

(2) 一个对象由于引用了其他很多对象并且直接和这些对象通信，导致难以复用该对象。

(3) 想通过一个中间类来封装多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。可以通过引入中介者类来实现，在中介者中定义对象交互的公共行为，如果需要改变行为则可以增加新的具体中介者类。

模式的扩展

在实际开发中，通常采用以下两种方法来简化中介者模式，使开发变得更简单。

不定义中介者接口，把具体中介者对象实现成为单例。
同事对象不持有中介者，而是在需要的时f矣直接获取中介者对象并调用。

图 4 所示是简化中介者模式的结构图。

图4 简化中介者模式的结构图

程序代码如下：

package mediator;
import java.util.*;
public class SimpleMediatorPattern
{public static void main(String[] args){SimpleColleague c1,c2;c1=new SimpleConcreteColleague1();c2=new SimpleConcreteColleague2();c1.send();System.out.println("-----------------");c2.send();}
}
//简单单例中介者
class SimpleMediator
{private static SimpleMediator smd=new SimpleMediator();   private List<SimpleColleague> colleagues=new ArrayList<SimpleColleague>();   private SimpleMediator(){}   public static SimpleMediator getMedium(){    return(smd);   }public void register(SimpleColleague colleague){if(!colleagues.contains(colleague)){colleagues.add(colleague);}}public void relay(SimpleColleague scl){       for(SimpleColleague ob:colleagues){if(!ob.equals(scl)){((SimpleColleague)ob).receive();}   }}
}
//抽象同事类
interface SimpleColleague
{void receive();   void send();
}
//具体同事类
class SimpleConcreteColleague1 implements SimpleColleague
{SimpleConcreteColleague1(){SimpleMediator smd=SimpleMediator.getMedium();smd.register(this);}public void receive(){    System.out.println("具体同事类1：收到请求。");    }   public void send(){SimpleMediator smd=SimpleMediator.getMedium();System.out.println("具体同事类1：发出请求...");smd.relay(this); //请中介者转发}
}
//具体同事类
class SimpleConcreteColleague2 implements SimpleColleague
{SimpleConcreteColleague2(){SimpleMediator smd=SimpleMediator.getMedium();smd.register(this);}public void receive(){    System.out.println("具体同事类2：收到请求。");    }   public void send(){SimpleMediator smd=SimpleMediator.getMedium();System.out.println("具体同事类2：发出请求...");smd.relay(this); //请中介者转发}
}

程序运行结果如下：

具体同事类1：发出请求...
具体同事类2：收到请求。
-----------------
具体同事类2：发出请求...
具体同事类1：收到请求。