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1 模式的定義
中介者模式是一種行為型設計模式，它用於降低物件之間的直接通訊，透過引入一箇中介者物件來管理物件之間的互動。這種模式有助於減少物件之間的耦合性，使系統更加可維護和擴充套件。中介者模式是Gang of Four（GoF）設計模式中的一員，旨在促進物件之間的松耦合關係，從而提高系統的靈活性。
2 舉例說明
為了更好地理解中介者模式，讓我們考慮一個簡單的例子：一個多人線上聊天室應用程式。在這個應用程式中，有多個使用者可以傳送訊息給其他使用者，而不需要直接知道接收訊息的使用者是誰。中介者模式可以用來管理使用者之間的訊息傳遞。
在這個例子中，中介者充當聊天室的中心，所有使用者都將訊息傳送到中介者，然後中介者負責將訊息傳遞給適當的接收者。這樣，使用者之間不需要直接通訊，而是透過中介者進行通訊，從而降低了使用者之間的耦合性。
3 結構
中介者模式的結構包括以下幾個關鍵元素：
抽象中介者（Mediator）：這是中介者模式的核心介面，它定義了中介者物件應該具備的方法，通常包括註冊元件、傳送訊息等操作。
具體中介者（ConcreteMediator）：具體中介者是抽象中介者的實現，它維護了對所有相關元件的引用，並負責協調它們之間的通訊。
抽象元件（Colleague）：抽象元件代表參與中介者模式的各個元件物件，它們通常具有一個指向中介者的引用，並定義了與其他元件物件通訊的介面。
具體元件（ConcreteColleague）：具體元件是抽象元件的實現，它們之間透過中介者來通訊，而不是直接相互關聯。
4 實現步驟
要實現中介者模式，您可以按照以下步驟進行：
定義抽象中介者介面：建立一個抽象中介者介面，其中包括方法來註冊和傳送訊息。
建立具體中介者類：實現抽象中介者介面，管理所有具體元件物件的引用，並協調它們之間的通訊。
定義抽象元件介面：建立一個抽象元件介面，其中包括方法來註冊中介者和傳送訊息。
建立具體元件類：實現抽象元件介面，確保它們能夠透過中介者物件進行通訊。
在具體元件中使用中介者：在具體元件中使用中介者來傳送訊息，而不是直接與其他元件通訊。
客戶端程式碼：在客戶端程式碼中建立中介者和元件物件，然後將元件物件註冊到中介者中，以便它們可以相互通訊。
5 程式碼實現
// 1. 定義抽象中介者介面
interface Mediator {
void register(Colleague colleague);
void send(String message, Colleague sender);
}
// 2. 建立具體中介者類
class ConcreteMediator implements Mediator {
private List<Colleague> colleagues = new ArrayList<>();
@Override
public void register(Colleague colleague) {
colleagues.add(colleague);
}
@Override
public void send(String message, Colleague sender) {
for (Colleague colleague : colleagues) {
if (colleague != sender) {
colleague.receive(message);
}
}
}
}
// 3. 定義抽象元件介面
interface Colleague {
void setMediator(Mediator mediator);
void send(String message);
void receive(String message);
}
// 4. 建立具體元件類
class ConcreteColleague implements Colleague {
private Mediator mediator;
private String name;
public ConcreteColleague(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void setMediator(Mediator mediator) {
this.mediator = mediator;
}
@Override
public void send(String message) {
mediator.send(message, this);
}
@Override
public void receive(String message) {
System.out.println(name + " received: " + message);
}
}
// 6. 客戶端程式碼
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Mediator mediator = new ConcreteMediator();
Colleague colleague1 = new ConcreteColleague("User1");
Colleague colleague2 = new ConcreteColleague("User2");
Colleague colleague3 = new ConcreteColleague("User3");
mediator.register(colleague1);
mediator.register(colleague2);
mediator.register(colleague3);
colleague1.setMediator(mediator);
colleague2.setMediator(mediator);
colleague3.setMediator(mediator);
colleague1.send("Hello, everyone!");
colleague2.send("Hi there!");
}
}
6 典型應用場景
中介者模式適用於以下場景：
多對多物件互動：當多個物件之間需要進行復雜的相互通訊時，中介者模式可以幫助簡化系統結構。
減少耦合性：當物件之間的直接耦合關係導致系統難以維護和擴充套件時，中介者模式可以降低物件之間的耦合度。
分散式系統：在分散式系統中，各個節點之間可能需要進行協同工作，中介者模式可以用於管理節點之間的通訊。
7 優缺點
優點：
降低耦合性：中介者模式將物件之間的通訊集中在一箇中介者物件中，降低了物件之間的直接耦合，使系統更加靈活。
易於擴充套件：透過新增新的具體元件和中介者，可以輕鬆擴充套件系統，而無需修改現有程式碼。
集中控制：中介者模式允許將系統的控制邏輯集中在一個物件中，使系統更易於理解和維護。
缺點：
中介者物件複雜：隨著系統的增長，中介者物件可能會變得複雜，包含大量的邏輯。
效能問題：由於中介者負責協調物件之間的通訊，可能會導致效能問題，特別是在大規模系統中。
8 類似模式
與中介者模式類似的模式包括觀察者模式和代理模式。雖然它們在某些方面具有相似性，但它們在用途和實現方式上有一些關鍵區別。
觀察者模式（Observer Pattern）：
觀察者模式和中介者模式都處理物件之間的通訊，但它們關注的側重點不同。觀察者模式是一對多的關係，其中一個主題物件（Subject）維護一組觀察者（Observer），當主題物件的狀態發生變化時，通知所有觀察者。觀察者之間通常不直接通訊，而是透過主題物件。中介者模式關注多對多的物件通訊，中介者充當物件之間的中心樞紐，協調它們的互動。觀察者模式關注一對多的依賴關係，其中主題物件維護觀察者列表，但觀察者之間不直接通訊，而是透過主題物件。
代理模式（Proxy Pattern）：
代理模式和中介者模式都涉及到控制物件之間的訪問和互動。代理充當目標物件的代表，可以控制對目標物件的訪問。中介者模式關注多個物件之間的通訊和協調，它引入一箇中介者物件，使物件之間的關係更加鬆散。代理模式關注對單個物件的訪問控制，代理物件通常封裝了目標物件的功能，但並不協調多個物件之間的互動。
雖然這些模式都有助於降低物件之間的耦合性，但它們的關注點和應用場景略有不同。中介者模式用於協調多個物件之間的複雜通訊，觀察者模式用於建立一對多的依賴關係，代理模式用於控制對單個物件的訪問，而釋出-訂閱模式用於釋出和訂閱事件或訊息。選擇哪種模式取決於具體的設計需求和問題背景。
9 小結
中介者模式是一種有助於管理多個物件之間通訊的強大工具。透過引入中介者物件，它能夠降低物件之間的耦合度，使系統更加靈活、易於擴充套件和維護。在設計軟體系統時，考慮使用中介者模式來促進物件之間的松耦合關係，提高系統的可維護性和可擴充套件性。