门面模式就是这么简单

上篇文章我们学习了适配器模式，我们知道它是将一个接口转换成另一个符合用户期望的接口，它的主要目的是为了兼容，将一个不兼容接口的对象包装起来，变成兼容的对象。

这篇文章我们来学习一下门面模式，它又称为外观模式，与适配器模式看起来很类似，但它主要是为了简化接口，下面就来具体看一下。

门面模式

不知道大家平时是否有这样的经历。每天开启电脑后，要打开各种软件、IDE、工具，就需要一个一个地点击桌面图标；到了晚上又要一个个地关闭，感觉非常麻烦。

这里举几个例子，首先是 Intellj IDEA：

public class IDEA {

    public void on() {
        System.out.println("打开 IDEA");
    }
    public void off() {
        System.out.println("关闭 IDEA");
    }
}

然后是 Google：

public class Google {

    private List<Tab> tabs = new ArrayList<>();

    public void on() {
        System.out.println("打开 google");
    }
    public void off() {
        System.out.println("关闭 google");
    }
    public void onTabs() {
        System.out.println("打开 ProcessOn、七牛云等 Tab");
    }
}

还有有道云笔记：

public class YouDaoNote {
    public void on() {
        System.out.println("打开 YouDaoNote");
    }
    public void off() {
        System.out.println("关闭 YouDaoNote");
    }
}

可能还会有 Weixin：

public class WeiXin {

    public void on() {
        System.out.println("打开 WeiXin");
    }
    public void off() {
        System.out.println("关闭 WeiXin");
    }
}

另外，可能还会有 Shell、CloudMusic 等。我们开启软件时，可以如下写：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        IDEA idea = new IDEA();
        Google google = new Google();
        YouDaoNote youDaoNote = new YouDaoNote();
        WeiXin weiXin = new WeiXin();

        idea.on();
        google.on();
        google.onTabs();
        youDaoNote.on();
        weiXin.on();
    }
}

在关闭时，又将这些步骤反过来执行一遍，那也太麻烦了。其实，我们可以写一个 bat 脚本，每次只需要执行这个脚本，就可以开启多个软件。

这个脚本就是所谓的门面，现在我们来创建一个门面，它将不同的软件组合成一个统一的接口：

public class DevelopmentEnvironment {

    private IDEA idea;
    private Google google;
    private YouDaoNote youDaoNote;
    private WeiXin weiXin;
    public DevelopmentEnvironment(IDEA idea, Google google, YouDaoNote youDaoNote, WeiXin weiXin) {
        this.idea = idea;
        this.google = google;
        this.youDaoNote = youDaoNote;
        this.weiXin = weiXin;
    }

    public void buildEnvironment() {
        idea.on();
        google.on();
        google.onTabs();
        youDaoNote.on();
        weiXin.on();
    }
    public void shutEnvironment() {
        idea.off();
        google.off();
        youDaoNote.off();
        weiXin.off();
    }
}

它对外只暴露了几个方法，于是我们建立开发环境可以这样写：

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        IDEA idea = new IDEA();
        Google google = new Google();
        YouDaoNote youDaoNote = new YouDaoNote();
        WeiXin weiXin = new WeiXin();

        DevelopmentEnvironment environment = new DevelopmentEnvironment(idea, google, youDaoNote, weiXin);
        environment.buildEnvironment();
    }
}

上述模式就是门面模式，它提供了一个统一的接口，来访问子系统的多个接口，使得子系统更容易使用。

它的 UML 图如下：

下面来总结一下门面模式的优点：

通过统一的接口，来访问子系统的多个接口。如此就无需了解子系统的实现，简化了调用的过程。
减少了客户和子系统之间的系统依赖，耦合度更低。
门面模式很好得符合了最少知道原则。

缺点：

如果增加子系统，或者扩展子系统的行为，可能会引入风险；
系统设计不当时，增加子系统可能需要修改门面类，这违背了开闭原则。

最少知道原则

其实门面模式很好地符合了最少知道原则，它指的是尽量减少对象之间的交互。在设计中，我们应该减少类之间的耦合度，以免修改系统中一部分，而影响到其他部分。

为满足该原则，我们应该只调用属于以下范围的方法：

该对象本身；
被当作方法的参数而传递进来的对象；
此方法所创建或实例化的任何对象；
对象的任何组件；

例如下面的例子就符合最少知识原则：

public class Car {
    Engine engine; // 对象的组件
    
    public Car() {}
    
    // key 为作为方法参数传递进来的对象
    public void start(Key key) {
        Door door = new Door(); // 该方法中创建的对象
        
        boolean authorized = key.turn(); // 调用作为方法参数传递进来的对象的方法，2
        if(authorized) {
            engine.start(); // 调用组件的方法 // 4
            updateDashboardDisplay(); // 调用对象本身的方法 // 1
            door.lock(); // 调用该方法中创建的对象的方法 // 2
        }
    }
    
    // 对象本身的方法
    public void updateDasnboardDisplay() {}
}

门面模式的具体实践

在实际项目中，我们都会记录应用的执行日志，常用的日志框架有许多，而不同的中间件会集成不同的日志框架，当集成这些中间件时，我们的系统不得不维护去多种日志框架。

于是，我们可以引入一个中间层，由这个中间层来决定使用哪一个具体的日志实现。这个中间层就是日志门面，我们在打印日志时，只需要调用日志门面的 API，而不需要关心日志具体的实现。

日志门面和日志实现主要有：

日志门面（日志的抽象层）：slf4j、jcl（commons-logging）；
日志实现：jul（java.util.logging）、logback、log4j、log4j2；

具体它们的原理，这里就不说了。

在实际使用时，例如 SpringBoot 中默认使用 Slfj + Logback 组合来打印日志。

参考资料

《Head First 设计模式》