Java中介者模式

简介

中介者模式是一种行为型设计模式，用于减少多个对象或类之间的直接通信依赖，通过引入一个中介者对象来封装交互逻辑。该模式符合迪米特法则（Law of Demeter），即“最少知识原则”，能有效降低系统耦合度。

核心思想

• 将网状交互结构转化为星型结构，中介者作为中心节点协调各方。
• 对象间不直接引用，而是通过中介者转发请求。
• 适用于对象间交互复杂但定义明确的场景（如GUI组件、聊天室系统）。

模式结构

classDiagram class Mediator { +mediate(Colleague): void } class ConcreteMediator { -colleague1: Colleague -colleague2: Colleague +mediate(Colleague): void } class Colleague { -mediator: Mediator +send(message: String): void +receive(message: String): void } class ConcreteColleague1 { +send(message: String): void +receive(message: String): void } class ConcreteColleague2 { +send(message: String): void +receive(message: String): void } Mediator <|-- ConcreteMediator Colleague <|-- ConcreteColleague1 Colleague <|-- ConcreteColleague2 Colleague o-- Mediator ConcreteMediator --> ConcreteColleague1 ConcreteMediator --> ConcreteColleague2

关键角色说明：

• Mediator: 定义中介者接口，声明协调方法。
• ConcreteMediator: 实现具体协调逻辑，维护同事对象引用。
• Colleague: 定义同事类接口，持有中介者引用。
• ConcreteColleague: 实现具体行为，通过中介者与其他同事通信。

代码示例

以下是一个简易聊天室实现，演示中介者模式如何管理用户消息传递：

// 1. 定义中介者接口
interface ChatMediator {
    void sendMessage(String msg, User user);
    void addUser(User user);
}

// 2. 实现具体中介者
class ChatMediatorImpl implements ChatMediator {
    private List<User> users;

    public ChatMediatorImpl() {
        this.users = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void sendMessage(String msg, User user) {
        for (User u : users) {
            if (u != user) { // 不发送给自己
                u.receive(msg);
            }
        }
    }

    @Override
    public void addUser(User user) {
        this.users.add(user);
    }
}

// 3. 定义同事类（User）
abstract class User {
    protected ChatMediator mediator;
    protected String name;

    public User(ChatMediator med, String name) {
        this.mediator = med;
        this.name = name;
    }

    public abstract void send(String msg);
    public abstract void receive(String msg);
}

// 4. 实现具体同事类
class UserImpl extends User {
    public UserImpl(ChatMediator med, String name) {
        super(med, name);
    }

    @Override
    public void send(String msg) {
        System.out.println(name + " 发送: " + msg);
        mediator.sendMessage(msg, this);
    }

    @Override
    public void receive(String msg) {
        System.out.println(name + " 收到: " + msg);
    }
}

// 5. 客户端使用
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ChatMediator mediator = new ChatMediatorImpl();

        User user1 = new UserImpl(mediator, "Alice");
        User user2 = new UserImpl(mediator, "Bob");
        User user3 = new UserImpl(mediator, "Charlie");

        mediator.addUser(user1);
        mediator.addUser(user2);
        mediator.addUser(user3);

        user1.send("大家好！");
        user2.send("今天天气不错");
    }
}

输出结果：

Alice 发送: 大家好！
Bob 收到: 大家好！
Charlie 收到: 大家好！
Bob 发送: 今天天气不错
Alice 收到: 今天天气不错
Charlie 收到: 今天天气不错

实际应用场景

典型用例

1. GUI组件交互：如对话框中的按钮、输入框等组件通过中介者协调，而非直接互相调用。 2. 多玩家游戏系统：游戏角色间的战斗、交易等行为通过游戏服务器（中介者）转发。 3. 航空管制系统：飞机与塔台的关系，塔台作为中介者协调起飞/降落顺序。

模式优劣

优点	缺点
减少类间耦合	中介者可能变成“上帝对象”
简化对象协议	增加系统复杂度
便于维护交互逻辑	性能开销（间接调用）

进阶讨论

与观察者模式对比

• 中介者模式：同事对象双向通信，中介者知晓所有参与者。
• 观察者模式：单向通知，观察者不知道被观察者的存在。

性能优化技巧

• 使用事件总线（如Guava EventBus）实现轻量级中介者。
• 对高频交互场景，可采用异步消息队列（如Kafka）作为中介者。

总结

中介者模式通过集中控制交互逻辑，有效解决了对象间直接引用导致的耦合问题。在复杂交互系统中，该模式能显著提升代码可维护性，但需注意避免中介者职责膨胀。建议在以下场景采用：

• 对象间存在大量复杂引用关系
• 系统交互逻辑可能频繁变更
• 需要清晰定义交互边界的模块化系统