——.NET設(shè)計(jì)模式系列之十二
Terrylee
，
2006
年
3
月
概述
在軟件開發(fā)系統(tǒng)中，客戶程序經(jīng)常會(huì)與復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)部子系統(tǒng)之間產(chǎn)生耦合，而導(dǎo)致客戶程序隨著子系統(tǒng)的變化而變化。那么如何簡(jiǎn)化客戶程序與子系統(tǒng)之間的交互接口？如何將復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)部子系統(tǒng)與客戶程序之間的依賴解耦？這就是要說(shuō)的
Fa?ade
模式。
意圖
為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個(gè)一致的界面，
Facade
模式定義了一個(gè)高層接口，這個(gè)接口使得這一子系統(tǒng)更加容易使用。
[GOF
《設(shè)計(jì)模式》
]
示意圖
門面模式?jīng)]有一個(gè)一般化的類圖描述，下面是一個(gè)示意性的對(duì)象圖：
圖
1 Fa?ade
模式示意性對(duì)象圖
生活中的例子
外觀模式為子系統(tǒng)中的接口定義了一個(gè)統(tǒng)一的更高層次的界面，以便于使用。當(dāng)消費(fèi)者按照目錄采購(gòu)時(shí)，則體現(xiàn)了一個(gè)外觀模式。消費(fèi)者撥打一個(gè)號(hào)碼與客服代表聯(lián)系，客服代表則扮演了這個(gè)
"
外觀
"
，他包含了與訂貨部、收銀部和送貨部的接口。
圖
2
使用電話訂貨例子的外觀模式對(duì)象圖
Facade
模式解說(shuō)
我們平時(shí)的開發(fā)中其實(shí)已經(jīng)不知不覺(jué)的在用
Fa?ade
模式，現(xiàn)在來(lái)考慮這樣一個(gè)抵押系統(tǒng)，當(dāng)有一個(gè)客戶來(lái)時(shí)，有如下幾件事情需要確認(rèn)：到銀行子系統(tǒng)查詢他是否有足夠多的存款，到信用子系統(tǒng)查詢他是否有良好的信用，到貸款子系統(tǒng)查詢他有無(wú)貸款劣跡。只有這三個(gè)子系統(tǒng)都通過(guò)時(shí)才可進(jìn)行抵押。我們先不考慮
Fa?ade
模式，那么客戶程序就要直接訪問(wèn)這些子系統(tǒng)，分別進(jìn)行判斷。類結(jié)構(gòu)圖下：
圖
3
在這個(gè)程序中，我們首先要有一個(gè)顧客類，它是一個(gè)純數(shù)據(jù)類，并無(wú)任何操作，示意代碼：
//
顧客類
public
class
Customer
{
private
string
_name;
public
Customer(
string
name)
{
this
._name
=
name;
}
public
string
Name
{
get
{
return
_name;}
}
}
下面這三個(gè)類均是子系統(tǒng)類，示意代碼：
//
銀行子系統(tǒng)
public
class
Bank
{
public
bool
HasSufficientSavings(Customerc,
int
amount)
{
Console.WriteLine(
"
Checkbankfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
//
信用子系統(tǒng)
public
class
Credit
{
public
bool
HasGoodCredit(Customerc)
{
Console.WriteLine(
"
Checkcreditfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
//
貸款子系統(tǒng)
public
class
Loan
{
public
bool
HasNoBadLoans(Customerc)
{
Console.WriteLine(
"
Checkloansfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
來(lái)看客戶程序的調(diào)用：
Fa?ade
模式的情況下，客戶程序與三個(gè)子系統(tǒng)都發(fā)生了耦合，這種耦合使得客戶程序依賴于子系統(tǒng)，當(dāng)子系統(tǒng)變化時(shí)，客戶程序也將面臨很多變化的挑戰(zhàn)。一個(gè)合情合理的設(shè)計(jì)就是為這些子系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的接口，這個(gè)接口簡(jiǎn)化了客戶程序的判斷操作。看一下引入
Fa?ade
模式后的類結(jié)構(gòu)圖：
//
客戶程序
public
class
MainApp
{
private
const
int
_amount
=
12000
;
public
static
void
Main()
{
Bankbank
=
new
Bank();
Loanloan
=
new
Loan();
Creditcredit
=
new
Credit();
Customercustomer
=
new
Customer(
"
AnnMcKinsey
"
);
bool
eligible
=
true
;
if
(
!
bank.HasSufficientSavings(customer,_amount))
{
eligible
=
false
;
}
else
if
(
!
loan.HasNoBadLoans(customer))
{
eligible
=
false
;
}
else
if
(
!
credit.HasGoodCredit(customer))
{
eligible
=
false
;
}
Console.WriteLine(
"
/n
"
+
customer.Name
+
"
hasbeen
"
+
(eligible
?
"
Approved
"
:
"
Rejected
"
));
Console.ReadLine();
}
}
可以看到，在不用
圖
4
門面類
Mortage
的實(shí)現(xiàn)如下：
//
外觀類
public
class
Mortgage
{
private
Bankbank
=
new
Bank();
private
Loanloan
=
new
Loan();
private
Creditcredit
=
new
Credit();
public
bool
IsEligible(Customercust,
int
amount)
{
Console.WriteLine(
"
{0}appliesfor{1:C}loan/n
"
,
cust.Name,amount);
bool
eligible
=
true
;
if
(
!
bank.HasSufficientSavings(cust,amount))
{
eligible
=
false
;
}
else
if
(
!
loan.HasNoBadLoans(cust))
{
eligible
=
false
;
}
else
if
(
!
credit.HasGoodCredit(cust))
{
eligible
=
false
;
}
return
eligible;
}
}
顧客類和子系統(tǒng)類的實(shí)現(xiàn)仍然如下：
//
銀行子系統(tǒng)
public
class
Bank
{
public
bool
HasSufficientSavings(Customerc,
int
amount)
{
Console.WriteLine(
"
Checkbankfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
//
信用證子系統(tǒng)
public
class
Credit
{
public
bool
HasGoodCredit(Customerc)
{
Console.WriteLine(
"
Checkcreditfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
//
貸款子系統(tǒng)
public
class
Loan
{
public
bool
HasNoBadLoans(Customerc)
{
Console.WriteLine(
"
Checkloansfor
"
+
c.Name);
return
true
;
}
}
//
顧客類
public
class
Customer
{
private
string
name;
public
Customer(
string
name)
{
this
.name
=
name;
}
public
string
Name
{
get
{
return
name;}
}
}
而此時(shí)客戶程序的實(shí)現(xiàn)：
Fa?ade
模式后，客戶程序只與
Mortgage
發(fā)生依賴，也就是
Mortgage
屏蔽了子系統(tǒng)之間的復(fù)雜的操作，達(dá)到了解耦內(nèi)部子系統(tǒng)與客戶程序之間的依賴。
//
客戶程序類
public
class
MainApp
{
public
static
void
Main()
{
//
外觀
Mortgagemortgage
=
new
Mortgage();
Customercustomer
=
new
Customer(
"
AnnMcKinsey
"
);
bool
eligable
=
mortgage.IsEligible(customer,
125000
);
Console.WriteLine(
"
/n
"
+
customer.Name
+
"
hasbeen
"
+
(eligable
?
"
Approved
"
:
"
Rejected
"
));
Console.ReadLine();
}
}
可以看到引入
.NET
架構(gòu)中的
Fa?ade
模式
Fa?ade
模式在實(shí)際開發(fā)中最多的運(yùn)用當(dāng)屬開發(fā)
N
層架構(gòu)的應(yīng)用程序了，一個(gè)典型的
N
層結(jié)構(gòu)如下：
圖
5
在這個(gè)架構(gòu)中，總共分為四個(gè)邏輯層，分別為：用戶層
UI
，業(yè)務(wù)外觀層
Business Fa?ade
，業(yè)務(wù)規(guī)則層
Business Rule
，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層
Data Access
。其中
Business Fa?ade
層的職責(zé)如下：
l
從“用戶”層接收用戶輸入
l
如果請(qǐng)求需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行只讀訪問(wèn)，則可能使用“數(shù)據(jù)訪問(wèn)”層
l
將請(qǐng)求傳遞到“業(yè)務(wù)規(guī)則”層
l
將響應(yīng)從“業(yè)務(wù)規(guī)則”層返回到“用戶”層
l
在對(duì)“業(yè)務(wù)規(guī)則”層的調(diào)用之間維護(hù)臨時(shí)狀態(tài)
對(duì)這一架構(gòu)最好的體現(xiàn)就是
Duwamish
示例了。在該應(yīng)用程序中，有部分操作只是簡(jiǎn)單的從數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)條件提取數(shù)據(jù)，不需要經(jīng)過(guò)任何處理，而直接將數(shù)據(jù)顯示到網(wǎng)頁(yè)上，比如查詢某類別的圖書列表。而另外一些操作，比如計(jì)算定單中圖書的總價(jià)并根據(jù)顧客的級(jí)別計(jì)算回扣等等，這部分往往有許多不同的功能的類，操作起來(lái)也比較復(fù)雜。如果采用傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，這些商業(yè)邏輯一般是會(huì)放在中間層，那么對(duì)內(nèi)部的這些大量種類繁多，使用方法也各異的不同的類的調(diào)用任務(wù)，就完全落到了表示層。這樣勢(shì)必會(huì)增加表示層的代碼量，將表示層的任務(wù)復(fù)雜化，和表示層只負(fù)責(zé)接受用戶的輸入并返回結(jié)果的任務(wù)不太相稱，并增加了層與層之間的耦合程度。于是就引入了一個(gè)
Fa?ade
層，讓這個(gè)
Facade
來(lái)負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)內(nèi)部類的調(diào)用，并為表示層提供了一個(gè)單一
而簡(jiǎn)單的接口。看一下Duwamish結(jié)構(gòu)圖：
圖6
從圖中可以看到，UI層
將請(qǐng)求發(fā)送給業(yè)務(wù)外觀層，業(yè)務(wù)外觀層對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行初步的處理，判斷是否需要調(diào)用業(yè)務(wù)規(guī)則層，還是直接調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層獲取數(shù)據(jù)。最后由數(shù)據(jù)訪問(wèn)層訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)并按
照來(lái)時(shí)的步驟返回結(jié)果到
UI
層，來(lái)看具體的代碼實(shí)現(xiàn)。
在獲取商品目錄的時(shí)候，
Web UI
調(diào)用業(yè)務(wù)外觀層：
productSystem
=
new
ProductSystem();
categorySet
=
productSystem.GetCategories(categoryID);
業(yè)務(wù)外觀層直接調(diào)用了數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：
public
CategoryDataGetCategories(
int
categoryId)
{
//
//
Checkpreconditions
//
ApplicationAssert.CheckCondition(categoryId
>=
0
,
"
InvalidCategoryId
"
,ApplicationAssert.LineNumber);
//
//
Retrievethedata
//
using
(CategoriesaccessCategories
=
new
Categories())
{
return
accessCategories.GetCategories(categoryId);
}
}
在添加訂單時(shí)，UI調(diào)用業(yè)務(wù)外觀層：
public
void
AddOrder()
{
ApplicationAssert.CheckCondition(cartOrderData
!=
null
,
"
Orderrequiresdata
"
,ApplicationAssert.LineNumber);
//
Writetracelog.
ApplicationLog.WriteTrace(
"
Duwamish7.Web.Cart.AddOrder:/r/nCustomerId:
"
+
cartOrderData.Tables[OrderData.CUSTOMER_TABLE].Rows[
0
][OrderData.PKID_FIELD].ToString());
cartOrderData
=
(
new
OrderSystem()).AddOrder(cartOrderData);
}
業(yè)務(wù)外觀層調(diào)用業(yè)務(wù)規(guī)則層：
public
OrderDataAddOrder(OrderDataorder)
{
//
//
Checkpreconditions
//
ApplicationAssert.CheckCondition(order
!=
null
,
"
Orderisrequired
"
,ApplicationAssert.LineNumber);
(
new
BusinessRules.Order()).InsertOrder(order);
return
order;
}
業(yè)務(wù)規(guī)則層進(jìn)行復(fù)雜的邏輯處理后，再調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：
public
bool
InsertOrder(OrderDataorder)
{
//
//
Assumeit'sgood
//
bool
isValid
=
true
;
//
//
Validateordersummary
//
DataRowsummaryRow
=
order.Tables[OrderData.ORDER_SUMMARY_TABLE].Rows[
0
];
summaryRow.ClearErrors();
if
(CalculateShipping(order)
!=
(Decimal)(summaryRow[OrderData.SHIPPING_HANDLING_FIELD]))
{
summaryRow.SetColumnError(OrderData.SHIPPING_HANDLING_FIELD,OrderData.INVALID_FIELD);
isValid
=
false
;
}
if
(CalculateTax(order)
!=
(Decimal)(summaryRow[OrderData.TAX_FIELD]))
{
summaryRow.SetColumnError(OrderData.TAX_FIELD,OrderData.INVALID_FIELD);
isValid
=
false
;
}
//
//
Validateshippinginfo
//
isValid
&=
IsValidField(order,OrderData.SHIPPING_ADDRESS_TABLE,OrderData.SHIP_TO_NAME_FIELD,
40
);
//
//
Validatepaymentinfo
//
DataRowpaymentRow
=
order.Tables[OrderData.PAYMENT_TABLE].Rows[
0
];
paymentRow.ClearErrors();
isValid
&=
IsValidField(paymentRow,OrderData.CREDIT_CARD_TYPE_FIELD,
40
);
isValid
&=
IsValidField(paymentRow,OrderData.CREDIT_CARD_NUMBER_FIELD,
32
);
isValid
&=
IsValidField(paymentRow,OrderData.EXPIRATION_DATE_FIELD,
30
);
isValid
&=
IsValidField(paymentRow,OrderData.NAME_ON_CARD_FIELD,
40
);
isValid
&=
IsValidField(paymentRow,OrderData.BILLING_ADDRESS_FIELD,
255
);
//
//
Validatetheorderitemsandrecalculatethesubtotal
//
DataRowCollectionitemRows
=
order.Tables[OrderData.ORDER_ITEMS_TABLE].Rows;
DecimalsubTotal
=
0
;
foreach
(DataRowitemRow
in
itemRows)
{
itemRow.ClearErrors();
subTotal
+=
(Decimal)(itemRow[OrderData.EXTENDED_FIELD]);
if
((Decimal)(itemRow[OrderData.PRICE_FIELD])
<=
0
)
{
itemRow.SetColumnError(OrderData.PRICE_FIELD,OrderData.INVALID_FIELD);
isValid
=
false
;
}
if
((
short
)(itemRow[OrderData.QUANTITY_FIELD])
<=
0
)
{
itemRow.SetColumnError(OrderData.QUANTITY_FIELD,OrderData.INVALID_FIELD);
isValid
=
false
;
}
}
//
//
Verifythesubtotal
//
if
(subTotal
!=
(Decimal)(summaryRow[OrderData.SUB_TOTAL_FIELD]))
{
summaryRow.SetColumnError(OrderData.SUB_TOTAL_FIELD,OrderData.INVALID_FIELD);
isValid
=
false
;
}
if
(isValid)
{
using
(DataAccess.OrdersordersDataAccess
=
new
DataAccess.Orders())
{
return
(ordersDataAccess.InsertOrderDetail(order))
>
0
;
}
}
else
return
false
;
}
[MSDN]
效果及實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)
1
．
Fa?ade
模式對(duì)客戶屏蔽了子系統(tǒng)組件，因而減少了客戶處理的對(duì)象的數(shù)目并使得子系統(tǒng)使用起來(lái)更加方便。
2
．
Fa?ade
模式實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)與客戶之間的松耦合關(guān)系，而子系統(tǒng)內(nèi)部的功能組件往往是緊耦合的。松耦合關(guān)系使得子系統(tǒng)的組件變化不會(huì)影響到它的客戶。
3
．如果應(yīng)用需要，它并不限制它們使用子系統(tǒng)類。因此你可以在系統(tǒng)易用性與通用性之間選擇。
適用性
1
．為一個(gè)復(fù)雜子系統(tǒng)提供一個(gè)簡(jiǎn)單接口。
2
．提高子系統(tǒng)的獨(dú)立性。
3
．在層次化結(jié)構(gòu)中，可以使用
Facade
模式定義系統(tǒng)中每一層的入口。
總結(jié)
Fa?ade
模式注重的是簡(jiǎn)化接口，它更多的時(shí)候是從架構(gòu)的層次去看整個(gè)系統(tǒng)，而并非單個(gè)類的層次。
參考資料
Erich Gamma
等，《設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社
Robert C.Martin
，《敏捷軟件開發(fā)：原則、模式與實(shí)踐》，清華大學(xué)出版社
閻宏，《
Java
與模式》，電子工業(yè)出版社
Alan Shalloway James R. Trott
，《
Design Patterns Explained
》，中國(guó)電力出版社
MSDN WebCast
《
C#
面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模式縱橫談
(11)
：
Facade
外觀模式
(
結(jié)構(gòu)型模式
)
》
更多文章、技術(shù)交流、商務(wù)合作、聯(lián)系博主
微信掃碼或搜索：z360901061
微信掃一掃加我為好友
QQ號(hào)聯(lián)系： 360901061
您的支持是博主寫作最大的動(dòng)力，如果您喜歡我的文章，感覺(jué)我的文章對(duì)您有幫助，請(qǐng)用微信掃描下面二維碼支持博主2元、5元、10元、20元等您想捐的金額吧，狠狠點(diǎn)擊下面給點(diǎn)支持吧，站長(zhǎng)非常感激您！手機(jī)微信長(zhǎng)按不能支付解決辦法：請(qǐng)將微信支付二維碼保存到相冊(cè)，切換到微信，然后點(diǎn)擊微信右上角掃一掃功能，選擇支付二維碼完成支付。
【本文對(duì)您有幫助就好】元
