Шаблон посредника

В разработке программного обеспечения шаблон посредника определяет объект, который инкапсулирует взаимодействие набора объектов. Этот шаблон считается поведенческим шаблоном , поскольку он может изменить поведение программы при запуске.

В объектно-ориентированном программировании программы часто состоят из множества классов . Бизнес-логика и вычисления распределены между этими классами. Однако по мере добавления в программу большего количества классов, особенно во время обслуживания и/или рефакторинга , проблема взаимодействия между этими классами может стать более сложной. Это усложняет чтение и поддержку программы. Более того, изменить программу может оказаться затруднительно, поскольку любое изменение может повлиять на код в нескольких других классах.

С помощью шаблона посредника связь между объектами инкапсулируется внутри объекта-посредника . Объекты больше не взаимодействуют друг с другом напрямую, а общаются через посредника. Это уменьшает зависимости между взаимодействующими объектами, тем самым уменьшая связанность .

Обзор

Посредник ^[1] Шаблон проектирования — один из двадцати трех хорошо известных шаблонов проектирования , которые описывают, как решать повторяющиеся проблемы проектирования для разработки гибкого и многократно используемого объектно-ориентированного программного обеспечения, то есть объектов, которые легче реализовать, изменить, протестировать и повторно использовать.

Проблемы, которые может решить шаблон проектирования посредника ^[2]

Следует избегать тесной связи между набором взаимодействующих объектов.
Должна быть возможность самостоятельно изменять взаимодействие между набором объектов.

Определение набора взаимодействующих объектов путем прямого доступа и обновления друг друга негибко, поскольку оно тесно связывает объекты друг с другом и делает невозможным изменение взаимодействия независимо от объектов (без необходимости изменения). И это препятствует повторному использованию объектов и затрудняет их тестирование.

Тесно связанные объекты сложно реализовать, изменить, протестировать и повторно использовать, поскольку они ссылаются на множество разных объектов и знают о них.

Решения, описываемые шаблоном проектирования посредника

Определите отдельный объект (посредник), который инкапсулирует взаимодействие между набором объектов.
Объекты делегируют свое взаимодействие объекту-посреднику вместо того, чтобы взаимодействовать друг с другом напрямую.

Объекты взаимодействуют друг с другом косвенно через объект-посредник, который контролирует и координирует взаимодействие.

Это делает объекты слабо связанными . Они ссылаются только на свой объект-посредник и знают о нем и не имеют явных знаний друг о друге.

См. также класс UML и диаграмму последовательности ниже.

Определение

Суть шаблона посредника заключается в «определении объекта, который инкапсулирует взаимодействие набора объектов». Он способствует слабой связи, не позволяя объектам явно ссылаться друг на друга, и позволяет независимо изменять их взаимодействие. ^[3]^[4] Клиентские классы могут использовать посредник для отправки сообщений другим клиентам и могут получать сообщения от других клиентов через событие в классе посредника.

Структура

Класс UML и диаграмма последовательности

Пример класса UML и диаграммы последовательности для шаблона проектирования посредника. ^[5]

На приведенной выше UML классов диаграмме Colleague1 и Colleague2 классы не ссылаются (и не обновляют) друг на друга напрямую. Вместо этого они относятся к общему Mediator интерфейс для контроля и координации взаимодействия ( mediate()), что делает их независимыми друг от друга в отношении способа осуществления взаимодействия. Mediator1 класс реализует взаимодействие между Colleague1 и Colleague2.

Диаграмма UML последовательности показывает взаимодействие во время выполнения. В этом примере Mediator1 объект опосредует (контролирует и координирует) взаимодействие между Colleague1 и Colleague2 объекты.

Предполагая, что Colleague1 хочет взаимодействовать с Colleague2 (например, для обновления/синхронизации его состояния), Colleague1 звонки mediate(this) на Mediator1 объект, который получает измененные данные из Colleague1 и выполняет action2() на Colleague2.

После этого Colleague2 звонки mediate(this) на Mediator1 объект, который получает измененные данные из Colleague2 и выполняет action1() на Colleague1.

Диаграмма классов

Шаблон поведенческого проектирования посредника

Участники

Медиатор — определяет интерфейс для связи между Коллеги объектами .

ConcreteMediator — реализует интерфейс посредника и координирует связь между объектами «Коллега» . Он осведомлен обо всех коллегах и их целях в отношении взаимодействия.

Коллега – определяет интерфейс для общения с другими Коллегами через своего Посредника.

ConcreteColleague — реализует интерфейс Коллеги и общается с другими Коллегами через своего Медиатора.

Пример

С#

Шаблон посредника гарантирует, что компоненты слабо связаны , так что они не вызывают друг друга явно, а вместо этого делают это посредством вызовов посредника. В следующем примере посредник регистрирует все компоненты, а затем вызывает их методы SetState.

interface IComponent
{
    void SetState(object state);
}

class Component1 : IComponent
{
    internal void SetState(object state)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

class Component2 : IComponent
{
    internal void SetState(object state)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

// Mediates the common tasks
class Mediator
{
    internal IComponent Component1 { get; set; }
    internal IComponent Component2 { get; set; }

    internal void ChangeState(object state)
    {
        this.Component1.SetState(state);
        this.Component2.SetState(state);
    }
}

Чат может использовать шаблон посредника или систему, в которой каждый из множества «клиентов» получает сообщение каждый раз, когда один из других клиентов выполняет действие (для чатов это будет когда каждый человек отправляет сообщение). В действительности использование шаблона посредника для чата будет практичным только при использовании удаленного взаимодействия . Использование необработанных сокетов не позволило бы использовать делегата обратные вызовы (люди подписались на событие MessageReceived класса Mediator).

public delegate void MessageReceivedEventHandler(string message, string sender);

public class Mediator
{
    public event MessageReceivedEventHandler MessageReceived;

    public void Send(string message, string sender)
    {
        if (MessageReceived != null)
        {
            Console.WriteLine("Sending '{0}' from {1}", message, sender);
            MessageReceived(message, sender);
        }
    }
}

public class Person
{
    private Mediator _mediator;

    public string Name { get; set; }

    public Person(Mediator mediator, string name)
    {
        Name = name;
        _mediator = mediator;
        _mediator.MessageReceived += new MessageReceivedEventHandler(Receive);
    }

    private void Receive(string message, string sender)
    {
        if (sender != Name)
            Console.WriteLine("{0} received '{1}' from {2}", Name, message, sender);
    }

    public void Send(string message)
    {
        _mediator.Send(message, Name);
    }
}

Ява

В следующем примере Mediator объект управляет значениями нескольких Storage объекты, заставляя пользовательский код получать доступ к сохраненным значениям через посредник. Когда объект хранения хочет выдать событие, указывающее, что его значение изменилось, он также возвращается к объекту-посреднику (через метод notifyObservers), который управляет списком наблюдателей (реализован с использованием шаблона наблюдателя ).

import java.util.HashMap;
import java.util.Optional;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.function.Consumer;

class Storage<T> {
    T value;
    
    T getValue() {
        return value;
    }
    void setValue(Mediator<T> mediator, String storageName, T value) {
        this.value = value;
        mediator.notifyObservers(storageName);
    }
}

class Mediator<T> {
    private final HashMap<String, Storage<T>> storageMap = new HashMap<>();
    private final CopyOnWriteArrayList<Consumer<String>> observers = new CopyOnWriteArrayList<>();
    
    public void setValue(String storageName, T value) {
        Storage storage = storageMap.computeIfAbsent(storageName, name -> new Storage<>());
        storage.setValue(this, storageName, value);
    }
    
    public Optional<T> getValue(String storageName) {
        return Optional.ofNullable(storageMap.get(storageName)).map(Storage::getValue);
    }
    
    public void addObserver(String storageName, Runnable observer) {
        observers.add(eventName -> {
            if (eventName.equals(storageName)) {
                observer.run();
            }
        });
    }
    
    void notifyObservers(String eventName) {
        observers.forEach(observer -> observer.accept(eventName));
    }
}

public class MediatorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Mediator<Integer> mediator = new Mediator<>();
        mediator.setValue("bob", 20);
        mediator.setValue("alice", 24);
        mediator.getValue("alice").ifPresent(age -> System.out.println("age for alice: " + age));
        
        mediator.addObserver("bob", () -> {
            System.out.println("new age for bob: " + mediator.getValue("bob").orElseThrow(RuntimeException::new));
        });
        mediator.setValue("bob", 21);
    }
}

См. также

Посредничество данных
«Шаблоны проектирования» — книга, положившая начало изучению шаблонов проектирования в информатике. ^{[ нужна ссылка ]}
Шаблон проектирования программного обеспечения , стандартное решение распространенных проблем при проектировании программного обеспечения.

Ссылки

^ Эрих Гамма, Ричард Хелм, Ральф Джонсон, Джон Влиссидес (1994). Шаблоны проектирования: элементы объектно-ориентированного программного обеспечения многократного использования . Эддисон Уэсли. стр. 273 и далее . ISBN 0-201-63361-2 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Франке, Гюнтер. «Шаблон проектирования «Посредник» — проблема, решение и применимость» . w3sDesign . Проверено 12 августа 2017 г.
^ Гамма, Эрих ; Хелм, Ричард; Джонсон, Ральф ; Влиссидес, Джон (1994). Шаблоны проектирования . Аддисон-Уэсли . ISBN 0-201-63361-2 .
^ «Шаблон проектирования посредника» . Создание исходников .
^ Франке, Гюнтер. «Шаблон проектирования Посредник — структура и сотрудничество» . w3sDesign . Проверено 12 августа 2017 г.

Внешние ссылки

Кайзер, Бодо (21 сентября 2012 г.). «Рекомендуется ли использование шаблона-посредника?» . Переполнение стека .

[GoF-1] Эрих Гамма, Ричард Хелм, Ральф Джонсон, Джон Влиссидес (1994). Шаблоны проектирования: элементы объектно-ориентированного программного обеспечения многократного использования . Эддисон Уэсли. стр. 273 и далее . ISBN 0-201-63361-2 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[2] Франке, Гюнтер. «Шаблон проектирования «Посредник» — проблема, решение и применимость» . w3sDesign . Проверено 12 августа 2017 г.

[3] Гамма, Эрих ; Хелм, Ричард; Джонсон, Ральф ; Влиссидес, Джон (1994). Шаблоны проектирования . Аддисон-Уэсли . ISBN 0-201-63361-2 .

[4] «Шаблон проектирования посредника» . Создание исходников .

[5] Франке, Гюнтер. «Шаблон проектирования Посредник — структура и сотрудничество» . w3sDesign . Проверено 12 августа 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]