外观

更新: 6/28/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

定义

外观模式 (Facade Pattern) 为复杂的子系统提供一个统一的简单接口，隐藏系统内部复杂性，降低客户端与子系统的耦合度。外观模式通过定义高层接口简化系统使用，是迪米特法则的典型应用。

角色

• 外观 (Facade)：提供统一的高级接口
• 子系统类 (Subsystem Classes)：实现子系统功能的多个类
• 客户端 (Client)：通过外观与子系统交互

实现

家庭影院系统示例

// 子系统类：投影仪
public class Projector {
    public void on() {
        System.out.println("投影仪开启");
    }
    
    public void wideScreenMode() {
        System.out.println("投影仪设置为宽屏模式");
    }
    
    public void off() {
        System.out.println("投影仪关闭");
    }
}

// 子系统类：音响系统
public class SoundSystem {
    public void on() {
        System.out.println("音响系统开启");
    }
    
    public void setVolume(int level) {
        System.out.println("音量设置为：" + level);
    }
    
    public void off() {
        System.out.println("音响系统关闭");
    }
}

// 子系统类：蓝光播放器
public class BluRayPlayer {
    public void on() {
        System.out.println("蓝光播放器开启");
    }
    
    public void play(String movie) {
        System.out.println("开始播放电影：" + movie);
    }
    
    public void off() {
        System.out.println("蓝光播放器关闭");
    }
}

// 外观类
public class HomeTheaterFacade {
    private Projector projector;
    private SoundSystem soundSystem;
    private BluRayPlayer bluRayPlayer;
    
    public HomeTheaterFacade(Projector projector, 
                            SoundSystem soundSystem, 
                            BluRayPlayer bluRayPlayer) {
        this.projector = projector;
        this.soundSystem = soundSystem;
        this.bluRayPlayer = bluRayPlayer;
    }
    
    public void watchMovie(String movie) {
        System.out.println("准备观看电影...");
        projector.on();
        projector.wideScreenMode();
        soundSystem.on();
        soundSystem.setVolume(8);
        bluRayPlayer.on();
        bluRayPlayer.play(movie);
    }
    
    public void endMovie() {
        System.out.println("结束观看电影...");
        bluRayPlayer.off();
        soundSystem.off();
        projector.off();
    }
}

// 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子系统组件
        Projector projector = new Projector();
        SoundSystem soundSystem = new SoundSystem();
        BluRayPlayer bluRayPlayer = new BluRayPlayer();
        
        // 创建外观
        HomeTheaterFacade homeTheater = 
            new HomeTheaterFacade(projector, soundSystem, bluRayPlayer);
        
        // 通过外观使用复杂系统
        homeTheater.watchMovie("盗梦空间");
        // ...观看电影...
        homeTheater.endMovie();
    }
}

数据库连接外观示例

// 外观类：简化数据库操作
public class DatabaseFacade {
    private Connection connection;
    
    public DatabaseFacade(String url, String user, String password) {
        try {
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException("数据库连接失败", e);
        }
    }
    
    public void executeUpdate(String sql) {
        try (Statement stmt = connection.createStatement()) {
            stmt.executeUpdate(sql);
        } catch (SQLException e) {
            handleException(e);
        }
    }
    
    public List<Map<String, Object>> executeQuery(String sql) {
        List<Map<String, Object>> results = new ArrayList<>();
        try (Statement stmt = connection.createStatement();
             ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)) {
            
            ResultSetMetaData metaData = rs.getMetaData();
            int columnCount = metaData.getColumnCount();
            
            while (rs.next()) {
                Map<String, Object> row = new HashMap<>();
                for (int i = 1; i <= columnCount; i++) {
                    String columnName = metaData.getColumnName(i);
                    row.put(columnName, rs.getObject(i));
                }
                results.add(row);
            }
        } catch (SQLException e) {
            handleException(e);
        }
        return results;
    }
    
    public void close() {
        try {
            if (connection != null && !connection.isClosed()) {
                connection.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            // 静默关闭
        }
    }
    
    private void handleException(SQLException e) {
        // 统一的异常处理逻辑
        throw new RuntimeException("数据库操作失败：" + e.getMessage(), e);
    }
}

优缺点

优点：

1. 简化复杂系统使用
2. 降低客户端与子系统的耦合度
3. 提高子系统独立性和可移植性
4. 符合迪米特法则（最少知识原则）

缺点：

1. 不限制直接访问子系统（需要约定）
2. 增加新功能可能需要修改外观
3. 可能成为"上帝对象"（过度集中功能）

应用场景

1. 复杂子系统需要简单入口
2. 分层系统结构（每层提供统一接口）
3. 遗留系统重构（包装旧接口）
4. 第三方库简化封装
5. 微服务网关（API Gateway）

与其他模式的关系

• 与适配器模式：适配器转换接口，外观简化接口
• 与中介者模式：中介者协调对象间通信，外观协调子系统间通信
• 与单例模式：外观常实现为单例
• 与抽象工厂模式：抽象工厂可创建子系统对象
• 与代理模式：代理控制访问，外观简化访问

JDK 中的外观模式

1. javax.faces.context.FacesContext（JSF）
2. java.net.URL（封装 URLConnection 等）
3. javax.servlet.http.HttpSession（Servlet API）
4. java.util.logging.Logger（日志门面）
5. SLF4J 日志门面

注意事项

1. 合理划分子系统边界
2. 避免外观类过度膨胀
3. 提供子系统直接访问通道（高级用户）
4. 考虑为不同客户端提供不同外观
5. 注意线程安全问题（共享子系统状态）

贡献者

AKAcxp

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