【设计模式】外观模式

外观模式深度解析：复杂系统的统一之门

一、外观模式核心概念

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，为复杂的子系统提供一个简化的统一接口。它充当系统与客户端之间的中间层，隐藏系统的复杂性，提供更简洁、更易用的操作方式。
核心价值：

• ✅ 简化复杂系统：提供单一入口点，降低使用门槛
  
• ✅ 解耦客户端与子系统：客户端只需与外观类交互
  
• ✅ 提高可维护性：子系统内部变化不影响客户端
  
• ✅ 统一异常处理：集中管理错误处理逻辑
  

二、为什么需要外观模式？

当面临以下场景时，外观模式是理想解决方案：

• 系统过于复杂：多个子系统相互依赖，调用流程繁琐
  
• 客户端需要简化操作：用户只需核心功能，无需了解内部细节
  
• 分层架构需求：需要清晰的分界线隔离不同层级
  
• 遗留系统集成：包装旧系统提供现代化接口
  

graph LR    Client --> Facade[外观类]    Facade --> SubsystemA[子系统A]    Facade --> SubsystemB[子系统B]    Facade --> SubsystemC[子系统C]    SubsystemA --> SubsystemB    SubsystemB --> SubsystemC三、外观模式实现方式

1. 基础实现（标准模式）

1. // 子系统类：库存管理
2. class InventorySystem {
3.     public boolean checkStock(String productId, int quantity) {
4.         System.out.println("检查库存: " + productId);
5.         // 实际库存检查逻辑
6.         return Math.random() > 0.3; // 模拟70%有货
7.     }
8. }
10. // 子系统类：支付处理
11. class PaymentSystem {
12.     public boolean processPayment(String userId, double amount) {
13.         System.out.println("处理支付: $" + amount);
14.         // 实际支付处理逻辑
15.         return Math.random() > 0.2; // 模拟80%支付成功
16.     }
17. }
19. // 子系统类：物流配送
20. class ShippingSystem {
21.     public String scheduleDelivery(String address) {
22.         System.out.println("安排配送至: " + address);
23.         // 实际物流调度逻辑
24.         return "TRK-" + System.currentTimeMillis();
25.     }
26. }
28. // 外观类：电商平台接口
29. class ECommerceFacade {
30.     private InventorySystem inventory = new InventorySystem();
31.     private PaymentSystem payment = new PaymentSystem();
32.     private ShippingSystem shipping = new ShippingSystem();
33.    
34.     public String placeOrder(String userId, String productId,
35.                            int quantity, String address) {
36.         // 步骤1：检查库存
37.         if (!inventory.checkStock(productId, quantity)) {
38.             throw new RuntimeException("商品库存不足");
39.         }
40.         
41.         // 步骤2：处理支付
42.         double amount = quantity * 99.9; // 计算金额
43.         if (!payment.processPayment(userId, amount)) {
44.             throw new RuntimeException("支付失败");
45.         }
46.         
47.         // 步骤3：安排配送
48.         String trackingId = shipping.scheduleDelivery(address);
49.         
50.         return "订单创建成功! 运单号: " + trackingId;
51.     }
52. }
54. // 客户端使用
55. public class Client {
56.     public static void main(String[] args) {
57.         ECommerceFacade facade = new ECommerceFacade();
58.         String result = facade.placeOrder("user123", "P1001", 2, "北京市朝阳区");
59.         System.out.println(result);
60.     }
61. }

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2. 进阶实现：带配置选项的外观

1. class SmartHomeFacade {
2.     private LightingSystem lighting;
3.     private ClimateSystem climate;
4.     private SecuritySystem security;
5.    
6.     // 可配置的子系统
7.     public SmartHomeFacade(LightingSystem lighting,
8.                           ClimateSystem climate,
9.                           SecuritySystem security) {
10.         this.lighting = lighting;
11.         this.climate = climate;
12.         this.security = security;
13.     }
14.    
15.     // 场景模式：离家模式
16.     public void awayMode() {
17.         security.armSystem();
18.         lighting.turnOffAll();
19.         climate.setEcoMode();
20.         System.out.println("离家模式已激活");
21.     }
22.    
23.     // 场景模式：回家模式
24.     public void homeMode() {
25.         security.disarmSystem();
26.         lighting.turnOnLivingRoom();
27.         climate.setComfortMode(22);
28.         System.out.println("欢迎回家");
29.     }
30. }

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四、外观模式原理深度剖析


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