设计模式：结构型10-外观模式

1. 基本概念

外观模式Facade Pattern, 也被称为“门面模式”，是一种结构型设计模式，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得子系统更容易使用，同时也隐藏了子系统的复杂性。

门面模式可以将子系统关在“门里”隐藏起来，客户端只需要通过外观接口与外观对象进行交互，而不需要直接和多个子系统交互，无论子系统多么复杂，对于外部来说是隐藏的，这样可以降低系统的耦合度。

举个例子，假设你正在编写的一个模块用来处理文件读取、解析、存储，我们可以将这个过程拆成三部分，然后创建一个外观类，将文件系统操作、数据解析和存储操作封装在外观类中，为客户端提供一个简化的接口，如果后续需要修改文件处理的流程或替换底层子系统，也只需在外观类中进行调整，不会影响客户端代码。

2. 基本结构

外观模式的基本结构比较简单，只包括“外观”和“子系统类”

外观类：对外提供一个统一的高层次接口，使复杂的子系统变得更易使用。
子系统类：实现子系统的功能，处理外观类指派的任务。

3. 简易实现

下面使用Java代码实现外观模式的通用结构

// 子系统A
class SubsystemA {
    public void operationA() {
        System.out.println("SubsystemA operation");
    }
}

// 子系统B
class SubsystemB {
    public void operationB() {
        System.out.println("SubsystemB operation");
    }
}

// 子系统C
class SubsystemC {
    public void operationC() {
        System.out.println("SubsystemC operation");
    }
}

// 外观类
class Facade {
    private SubsystemA subsystemA;
    private SubsystemB subsystemB;
    private SubsystemC subsystemC;

    public Facade() {
        this.subsystemA = new SubsystemA();
        this.subsystemB = new SubsystemB();
        this.subsystemC = new SubsystemC();
    }

    // 外观方法，封装了对子系统的操作
    public void facadeOperation() {
        subsystemA.operationA();
        subsystemB.operationB();
        subsystemC.operationC();
    }
}

// 客户端
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建外观对象
        Facade facade = new Facade();

        // 客户端通过外观类调用子系统的操作
        facade.facadeOperation();
    }
}

在上面的代码中，Facade 类是外观类，封装了对三个子系统SubSystem的操作。客户端通过调用外观类的方法来实现对子系统的访问，而不需要直接调用子系统的方法。

4. 优缺点和使用场景

外观模式通过提供一个简化的接口，隐藏了系统的复杂性，降低了客户端和子系统之间的耦合度，客户端不需要了解系统的内部实现细节，也不需要直接和多个子系统交互，只需要通过外观接口与外观对象进行交互。

但是如果需要添加新的子系统或修改子系统的行为，就可能需要修改外观类，这违背了“开闭原则”。

外观模式的应用也十分普遍，下面几种情况都使用了外观模式来进行简化。

Spring框架是一个广泛使用外观模式的例子。Spring框架提供了一个大量的功能，包括依赖注入、面向切面编程（AOP）、事务管理等。Spring的ApplicationContext可以看作是外观，隐藏了底层组件的复杂性，使得开发者可以更轻松地使用Spring的功能。
JDBC提供了一个用于与数据库交互的接口。DriverManager类可以看作是外观，它简化了数据库驱动的加载和连接的过程，隐藏了底层数据库连接的复杂性。
Android系统的API中也使用了外观模式。例如，Activity类提供了一个外观，使得开发者可以更容易地管理应用的生命周期，而无需关心底层的事件和状态管理。