外观模式能为程序库、框架或其他复杂类提供一个简单的接口,亦称为门面模式,英文全称是 Facade Design Pattern.
为了保证接口的可复用性(或者叫通用性),我们需要将接口尽量设计得细粒度一点,职责单一一点。但是,如果接口的粒度过小,在接口的使用者开发一个业务功能时,就会导致需要调用 n 多细粒度的接口才能完成。调用者肯定会抱怨接口不好用。
如果接口粒度设计得太大,一个接口返回 n 多数据,要做 n 多事情,就会导致接口不够通用、可复用性不好。接口不可复用,那针对不同的调用者的业务需求,我们就需要开发不同的接口来满足,这就会导致系统的接口无限膨胀。
外观模式可解决接口的可复用性(通用性)和易用性之间的矛盾。尽量保持接口的可复用性,但针对特殊情况,允许提供冗余的外观接口,来提供更易用的接口。
1. 外观模式的实现原理
Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem. Facade Pattern defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.
外观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。“子系统(subsystem)”也可以有多种理解方式。它既可以是一个完整的系统,也可以是更细粒度的类或者模块
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。利用外观模式,我们提供一个包裹 a、b、d 接口调用的外观接口 x,给系统 B 直接使用。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。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,要尽量减少 App 与服务器之间的网络通信次数。 对这种情况,我们就可以利用外观模式,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. 外观模式的真实例子
2.1 背景
们很容易低估使用信用卡订购披萨时幕后工作的复杂程度。在整个过程中会有不少的子系统发挥作用。下面是其中的一部分:
- 检查账户
- 检查安全码
- 借记/贷记余额
- 账簿录入
- 发送消息通知
2.2 解决方案
在如此复杂的系统中,可以说是一步错步步错,很容易就会引发大的问题。
这就是为什么我们需要外观模式,让客户端可以使用一个简单的接口来处理众多组件。
客户端只需要输入卡片详情、安全码、支付金额以及操作类型即可。外观模式会与多种组件进一步地进行沟通,而又不会向客户端暴露其内部的复杂性。
3. 外观模式的应用场景
3.1 解决易用性问题
外观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。
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,外观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,外观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。
3.2 解决性能问题
我们通过将多个接口调用替换为一个外观接口调用,减少网络通信成本,提高 App 客户端的响应速度。
如果外观接口不多,我们完全可以将它跟非外观接口放到一块,也不需要特殊标记,当作普通接口来用即可。如果外观接口很多,我们可以在已有的接口之上,再重新抽象出一层,专门放置外观接口,从类、包的命名上跟原来的接口层做区分。如果外观接口特别多,并且很多都是跨多个子系统的,我们可以将外观接口放到一个新的子系统中。
4. 外观模式与适配模式
- 适配器是做接口转换,解决的是原接口和目标接口不匹配的问题。
- 门面模式做接口整合,解决的是多接口调用带来的问题。