门面模式，最简单的结构性设计模式，将多个不同的子系统逻辑封装起来，对外提供统一的调用接口。门面模式又叫做外观模式，可能是我们接触最多的模式，在开发中，可能不经意间就用到了门面模式。
1. 概述
门面模式 的官方定义是：客户端和多个子系统的通信会通过一个统一的外观角色进行，这个角色为子系统中的一组接口提供了一个一致的入口，它是一种结构性的设计模式。
根据单一职责的描述，在软件中会将一个系统划分成为若干个子系统，这有利于降低整个系统的复杂性。但多个系统之间存在同步或者异步的交互关系，拓扑结构极为复杂，为了解决这种情况，一个常见的设计方式便是引入一个外观的角色，使得外部客户端与子系统之间的相互依赖关系达到最小。
门面模式是迪米特法则的最佳体现，引入一个新的外观角色可以降低系统的复杂度，同时也能降低客户类和子系统的耦合度。举个开发中常见的门面模式，controller层对多个数据表进行保存，会调用到多个表对应的service层，但是我们一般会在service层封装一个专用外观类来实现对多个表保存的逻辑，controller层只需要与这个外观类交互就可以。
在门面模式中，通常存在两个角色：
- 外观角色：与客户端交互的类，封装了子系统的交互逻辑，对外提供统一的访问入口。
- 子系统：子系统是一个广义的概念，可以是一个类、一个功能模块或者是一个完整的子系统。子系统能够实现具体的功能。
2. 代码实现
我们来看一个代码实现，需求是要求实现读取本地文件，加密后从新存储的功能。这个需求可以拆分成3个模块来实现，1.文件读取 → 2.内容加密 → 3.写入磁盘。如下是代码实现：
- 1. 子系统
// 1.文件阅读
public class FileReader {// 文件读取public String read(String path) {StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();// 读取本地文件try (FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(path)) {// 获取流信息并且转为字符串返回int data;while ((data = fileInputStream.read()) != -1) {stringBuffer.append((char)data);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return stringBuffer.toString();}
}// 2.字符串加密
public class EncryptOperate {// AES算法加密public String encrypt(String content) {//随机生成密钥byte[] key = SecureUtil.generateKey(SymmetricAlgorithm.AES.getValue()).getEncoded();//构建SymmetricCrypto aes = new SymmetricCrypto(SymmetricAlgorithm.AES, key);//加密为16进制表示String encryptHex = aes.encryptHex(content);return encryptHex;}
}// 3.保存文件到本地
public class FileWriter {// 写入文件public void write(String encrypt, String path) {// 写入本地try (FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(path)) {outputStream.write(encrypt.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
- 2. 门面类
// 门面类
public class Facade {private FileReader fileReader;private EncryptOperate encryptOperate;private FileWriter fileWriter;Facade() {this.fileReader = new FileReader();this.encryptOperate = new EncryptOperate();this.fileWriter = new FileWriter();}// 文件操作public void operate(String path) {String content = fileReader.read(path);String encrypt = encryptOperate.encrypt(content);fileWriter.write(encrypt, "/user/xxx/file/设计模式.txt");}
}
- 3. 客户端
// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {Facade facade = new Facade();facade.operate("/user/xxx/file/设计模式.txt");}
}
3. UML类图
根据上述代码实现，我们来画一下这个Demo的类图。
4. 抽象门面角色的引入
在实际开发中，如果遇到多种门面类的实现场景，可以增加一个抽象的门面角色，让客户端与抽象的门面类交互。这样在遇到新的门面实现类时，不用修改原来的代码，增加一个实现就可以，也符合开闭原则。
5. 总结
门面模式优点如下：
- 门面模式对客户端屏蔽了子系统的复杂拓扑关系，使得客户端的调用逻辑简单直接，理解和改动的成本降低。
- 子系统和客户端之间松耦合，当需要增加新的门面实现逻辑时，可以新增一整套子系统的逻辑实现，符合开闭原则。
