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设计模式-门面模式
门面模式
1、什么是门面模式
门面模式为子系统提供一组统一的接口,定义一组高层接口让子系统更易用。注意这里针对的是接口。
这个定义很简洁,我再进一步解释一下。
假设有一个系统 A,提供了 a、b、c、d 四个接口。系统 B 完成某个业务功能,需要调用 A 系统的 a、b、d 接口。利用门面模式,我们提供一个包裹 a、b、d 接口调用的门面接口 x,给系统 B 直接使用。
不知道你会不会有这样的疑问,让系统 B 直接调用 a、b、d 感觉没有太大问题呀,为什么还要提供一个包裹 a、b、d 的接口 x 呢?关于这个问题,我通过一个具体的例子来解释一下。
假设我们刚刚提到的系统 A 是一个后端服务器,系统 B 是 App 客户端。App 客户端通过后端服务器提供的接口来获取数据。我们知道,App 和服务器之间是通过移动网络通信的,网络通信耗时比较多,为了提高 App 的响应速度,我们要尽量减少 App 与服务器之间的网络通信次数。
假设,完成某个业务功能(比如显示某个页面信息)需要“依次”调用 a、b、d 三个接口,因自身业务的特点,不支持并发调用这三个接口。 如果我们现在发现 App 客户端的响应速度比较慢,排查之后发现,是因为过多的接口调用过多的网络通信。
针对这种情况,我们就可以利用门面模式,让后端服务器提供一个包裹 a、b、d 三个接口调用的接口 x。App 客户端调用一次接口 x,来获取到所有想要的数据,将网络通信的次数从 3 次减少到 1 次,也就提高了 App 的响应速度。
2、为什么要用门面模式
2.1、 解决易用性问题
门面模式可以用来封装系统的底层实现,隐藏系统的复杂性,提供一组更加简单易用、更高层的接口。
比如,Linux 系统调用函数就可以看作一种“门面”。它是 Linux 操作系统暴露给开发者的一组“特殊”的编程接口,它封装了底层更基础的 Linux 内核调用。
再比如,Linux 的 Shell 命令,实际上也可以看作一种门面模式的应用。它继续封装系统调用,提供更加友好、简单的命令,让我们可以直接通过执行命令来跟操作系统交互。
其实,设计原则、思想、模式很多都是相通的,是同一个道理不同角度的表述。实际上,从隐藏实现复杂性,提供更易用接口这个意图来看,门面模式有点类似之前讲到的迪米特法则(最少知识原则)和接口隔离原则:两个有交互的系统,只暴露有限的必要的接口。
除此之外,门面模式还有点类似之前提到封装、抽象的设计思想,提供更抽象的接口,封装底层实现细节。
2.2、 解决性能问题
关于利用门面模式解决性能问题这一点,刚刚我们已经讲过了。我们通过将多个接口调用替换为一个门面接口调用,减少网络通信成本,提高 App 客户端的响应速度。所以,关于这点,我就不再举例说明了。
我们来讨论一下这样一个问题:从代码实现的角度来看,该如何组织门面接口和非门面接口?
- 如果门面接口不多,我们完全可以将它跟非门面接口放到一块,也不需要特殊标记,当作普通接口来用即可。
- 如果门面接口很多,我们可以在已有的接口之上,再重新抽象出一层,专门放置门面接口,从类、包的命名上跟原来的接口层做区分。
- 如果门面接口特别多,并且很多都是跨多个子系统的,我们可以将门面接口放到一个新的子系统中。
2.3、 解决分布式事务问题
关于利用门面模式来解决分布式事务问题,我们通过一个例子来解释一下。
在一个金融系统中,有两个业务领域模型,用户和钱包。这两个业务领域模型都对外暴露了一系列接口,比如用户的增删改查接口、钱包的增删改查接口。
假设有这样一个业务场景:在用户注册的时候,我们不仅会创建用户(在数据库 User 表中),还会给用户创建一个钱包(在数据库的 Wallet 表中)。 对于这样一个简单的业务需求,我们可以通过依次调用用户的创建接口和钱包的创建接口来完成。
但是,用户注册需要支持事务,也就是说,创建用户和钱包的两个操作,要么都成功,要么都失败,不能一个成功、一个失败。 要支持两个接口调用在一个事务中执行,
3、如何使用门面模式
门面模式主要包含2种角色:
- 外观角色(Facade):也称门面角色,系统对外的统一接口;
- 子系统角色(SubSystem):可以同时有一个或多个SubSystem。每个SubSytem都不是一个单独的类,而是一个类的集合。SubSystem并不知道Facade的存在,对于SubSystem而言,Facade只是另一个客户端而已(即Facade对SubSystem透明)。
下面是门面模式的通用代码示例:
public class SubSystemA{
public void doA(){
System.out.println("doing A stuff");
}
}
public class SubSystemB{
public void doB(){
System.out.println("doing B stuff");
}
}
public class SubSystemC{
public void doC(){
System.out.println("doing C stuff");
}
}
public class Facade{
private SubSystemA a = new SubSystemA();
private SubSystemB b = new SubSystemB();
private SubSystemC c = new SubSystemC();
//对外接口
public void doABC(){
this.a.doA();
this.b.doB();
this.c.doC();
}
}
4、总结
我们知道,类、模块、系统之间的“通信”,一般都是通过接口调用来完成的。接口设计的好坏,直接影响到类、模块、系统是否好用。
所以,我们要多花点心思在接口设计上。我经常说,完成接口设计,就相当于完成了一半的开发任务。只要接口设计得好,那代码就差不到哪里去。 接口粒度设计得太大,太小都不好。太大会导致接口不可复用,太小会导致接口不易用。
在实际的开发中,接口的可复用性和易用性需要“微妙”的权衡。针对这个问题,我的一个基本的处理原则是,尽量保持接口的可复用性,但针对特殊情况,允许提供冗余的门面接口,来提供更易用的接口。