中介者模式基礎概念
中介者模式（Mediator Pattern）是一種行為型設計模式，其核心思想是通過一個中介對象來封裝一系列對象之間的交互，使各對象不需要顯式地相互引用，從而降低耦合度，并可以獨立地改變它們之間的交互。中介者模式將多對多的交互轉化為一對多的交互，集中控制對象間的通信。
中介者模式的核心組件
- 抽象中介者（Mediator）?- 定義中介者與同事對象之間的通信接口。
- 具體中介者（ConcreteMediator）?- 實現抽象中介者接口，協調各同事對象之間的交互，持有所有同事對象的引用。
- 抽象同事類（Colleague）?- 定義同事類的公共接口，每個同事對象都知道其中介者對象，并通過中介者進行通信。
- 具體同事類（ConcreteColleague）?- 實現抽象同事類，只知道中介者而不知道其他同事對象，通過中介者與其他同事通信。
中介者模式的實現
下面通過一個簡單的聊天室示例展示中介者模式的實現：
// 1. 抽象中介者
interface ChatMediator {void sendMessage(String message, User user);void addUser(User user);
}// 2. 具體中介者 - 聊天室
class ChatRoom implements ChatMediator {private List<User> users = new ArrayList<>();@Overridepublic void sendMessage(String message, User user) {// 中介者負責消息的轉發for (User u : users) {if (u != user) { // 不發送給自己u.receiveMessage(message);}}}@Overridepublic void addUser(User user) {users.add(user);}
}// 3. 抽象同事類 - 用戶
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 receiveMessage(String message);
}// 4. 具體同事類 - 普通用戶
class NormalUser extends User {public NormalUser(ChatMediator mediator, String name) {super(mediator, name);}@Overridepublic void send(String message) {System.out.println(name + " 發送消息: " + message);mediator.sendMessage(message, this); // 通過中介者發送消息}@Overridepublic void receiveMessage(String message) {System.out.println(name + " 收到消息: " + message);}
}// 5. 具體同事類 - VIP用戶
class VIPUser extends User {public VIPUser(ChatMediator mediator, String name) {super(mediator, name);}@Overridepublic void send(String message) {System.out.println("[VIP] " + name + " 發送消息: " + message);mediator.sendMessage("[VIP] " + message, this); // VIP消息添加特殊標識}@Overridepublic void receiveMessage(String message) {System.out.println(name + " 收到消息: " + message);}
}// 6. 客戶端代碼
public class MediatorPatternClient {public static void main(String[] args) {// 創建中介者ChatMediator chatRoom = new ChatRoom();// 創建同事對象User user1 = new NormalUser(chatRoom, "張三");User user2 = new NormalUser(chatRoom, "李四");User user3 = new VIPUser(chatRoom, "王五");// 將同事添加到中介者chatRoom.addUser(user1);chatRoom.addUser(user2);chatRoom.addUser(user3);// 發送消息user1.send("大家好！");System.out.println();user3.send("歡迎加入聊天室！");}
}
中介者模式的應用場景
- 系統中對象間依賴復雜?- 當對象間存在大量的相互引用和交互，導致依賴關系混亂時
- 集中控制交互?- 需要集中控制多個對象間的交互邏輯時
- MVC 架構?- 控制器（Controller）作為視圖（View）和模型（Model）的中介
- GUI 組件交互?- 如窗口中多個組件間的聯動
- 消息隊列系統?- 消息中間件作為生產者和消費者的中介
- 多人游戲?- 游戲服務器作為玩家之間的中介，處理消息轉發
中介者模式的優缺點
優點：
- 降低耦合度?- 對象間無需顯式引用，減少了對象間的依賴關系
- 集中控制交互?- 將交互邏輯集中在中介者中，便于維護和修改
- 符合開閉原則?- 可以在不修改現有同事類的情況下，通過擴展中介者類來新增交互方式
- 簡化對象協議?- 將多對多的交互轉化為一對多的交互，簡化了通信協議
- 便于復用?- 單個同事類可以在不同的中介者環境中復用
缺點：
- 中介者類膨脹?- 中介者承擔了過多的交互邏輯，可能變得復雜龐大
- 維護難度增加?- 中介者類的修改可能影響多個同事類，增加維護風險
- 系統響應變慢?- 所有交互都通過中介者，可能導致系統響應性能下降
- 違反單一職責原則?- 中介者類可能負責過多的功能，導致職責不清晰
- 調試困難?- 中介者中的交互邏輯可能復雜，導致調試困難
使用中介者模式的注意事項
- 控制中介者復雜度?- 避免中介者類過于龐大，可將部分邏輯分解為更小的組件
- 合理設計中介者接口?- 確保中介者接口清晰，不包含無關功能
- 避免過度使用?- 僅在對象間交互復雜且需要集中控制時使用中介者模式
- 與觀察者模式結合?- 中介者模式可以與觀察者模式結合，實現事件驅動的交互
- 考慮性能影響?- 對于高性能要求的系統，需謹慎使用中介者模式
- 測試中介者?- 由于中介者集中了大量邏輯，應對其進行充分測試
總結
中介者模式通過引入一個中介對象來封裝對象間的交互，將多對多的依賴關系轉化為一對多的關系，從而降低系統的耦合度，提高可維護性和可擴展性。它在需要集中控制對象交互的場景中尤為有用，如 GUI 系統、消息隊列、多人游戲等。合理使用中介者模式可以使系統結構更加清晰，但需注意控制中介者類的復雜度，避免其成為系統的瓶頸。
