设计模式学习笔记 - 设计模式与范式 -结构型：5.门面模式：兼顾接口的通用性和易用性

概述

前面我们学习了代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式，本章再来学习一个新的结构性模式：门面模式。门面模式原理和实现都特别简单，应用场景也比较明确，主要在接口设计方面使用。

不知道你有没有遇到关于接口粒度的问题呢？为了保证接口的可复用性，我们需要将接口尽量设计得粒度细一点，职责单一一点。但是，如果接口的粒度过小，在接口的使用者开发一个业务功能时，就会导致需要调用 n 多细粒度的接口才能完成。调用者肯定会抱怨接口不好用。

相反，如果接口粒度设计得太大，一个接口返回 n 多数据，要做 n 多事情，就会导致接口不够通用、可复用性不好。接口不可复用，那针对不同的调用者的业务需求，就需要开发不同的接口来满足，这就会导致接口的无限膨胀。

该如何解决接口的可复用性和易用性之间的矛盾呢？答案就是门面模式。下面开始学习本章的内容吧。

门面模式的原理与实现

门面模式，也叫外观模式，英文全称是 Facade Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》一书中，门面模式是这样定义的：

Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem.Facade Pattern defines a higher-level interface that make the subsystem easier to use.

翻译成中文就是：门面模式为子系统提供一组统一的接口，定义一组高层接口让子系统更加易用。

假设有一个系统 A，提供了 a、b、c、d 四个接口。系统 B 完成某个业务功能，需要调用 A 系统的 a、b、d 接口。利用门面模式，我们提供一个包裹 a、b、d 接口调用的门面接口 x，给系统 B 使用。

你看到这里可能会有疑问，让系统 B 直接调用 a、b、d 感觉没有太大问题呀，为什么还要提供一个包裹 a、b、d 的接口 x 呢？关于这个问题，通过一个例子给你解释下。

假设系统 A 是一个后端服务器，系统 B 是 App 客户端。App 客户端通过后端服务器提供的接口来获取数据。我们知道，App 和服务器之间是通过网络通信的，网络通信耗时比较多，为了提高 App 的响应速度，我们要尽量减少 App 与服务器之间的网络通信次数。

假设完成某个业务功能（比如显示某个页面的信息）需要 “依次” 调用 a、b、d 三个接口，因自身业务的特点，不支持并发调用这三个接口。

如果现在发现 App 客户端的响应速度比较慢，排查之后发现，是因为过多的接口调用过多的网络通信。针对这种情况，就可以利用门面模式，让后端服务提供一个包裹 a、b、d 三个接口调用的接口 x。App 客户端调用一次接口 x，来获取到所有想要的数据，将网络通信次数从 3 次减少到 1次，也就提高了 App 的响应速度。

这里举的例子只是应用门面模式的其中一个意图，也就是解决性能问题。实际上，不同的应用场景下，使用门面模式的意图也不同。

门面模式的应用场景举例

我总结罗列了 3 个常用的应用场景，你可以参考下，举一反三的应用到自己的项目中。

此外，门面模式定义中的 “子系统（subsyetem）” 也有很多理解方式。它既可以是一个完整的系统，也可以是更细粒度的类或者模块。

1.解决易用性问题

门面模式可以用来封装系统的底层实现，隐藏系统的复杂性，提供一组更加简单、更高层的接口。比如 Linux 系统调用函数可以看做一种 “门面”。它是 Linux 操作系统暴露给开发者的一组 “特殊” 的编程接口，它封装了底层更基础的 Linux 内核调用。再比如 Linux 的 Shell 命令，实际上也可以看做是一种门面模式的应用。它继续封装系统调用，提供更加友好、简单的命令，让我们可以直接通过命令来跟操作系统交互。

前面也多次讲过，设计思想、原则、模式很多都是想通的，是同一个道理不同角度的表述。实际上，从隐藏底层实现复杂性，提供更加易用接口这个意图来看，门面模式有点类似之前讲到的迪米特法则（最少知识原则）和接口隔离原则：两个有交互的系统，只暴露必要的接口。此外，门面模式还有点类似封装、抽象的设计思想，提供更加抽象的接口，封装底层实现细节。

2.解决性能问题

关于利用门面模式解决性能问题这一点，上面刚刚讲过了。我们通过将多个接口调用替换为一个门面接口调用，减少网络通信成本，提供了 App 客户端的响应速度。所以，关于这点就不再举例了。再来讨论下这样一个问题：从代码实现的角度来看，该如何组织门面接口和非门面接口呢？

如果门面接口不多，那完全可以将它跟非门面接口放到一块，也不需要特殊标记，当做普通接口来用即可。
如果门面接口很多，我们可以在已有的接口之上，再重新抽象出一层，专门放置门面接口，从类、包的命名上跟原来的接口层做区分。
如果门面接口特别多，并且很多都是跨多个子系统的，我们可以将门面接口放到一个新的子系统中。

3.解决分布式事务问题

还是通过一个例子来解释下。

在一个金融系统中，有两个业务模型，用户和钱包。这两个业务模型都对外暴露了一系列接口，比如用户的增删改查接口，钱包的增删改查接口。假设有这样一个业务场景：在用户注册时，不仅会创建用户（在数据库 User 表中），还会给用户创建一个钱包（在数据库 Wallet 表中）。

对于这样一个简单的需求，可以通过依次调用用户的创建接口和钱包的创建接口来完成。但是，用户注册需要支持事务，也就是说，创建用户和钱包的两个操作，要么都成功，要么都失败，不能一个成功一个失败。

要支持两个接口在一个事务中执行，是比较难实现的，这涉及分布式事务问题。虽然我们可以通过引入分布式事务框架或者事后补偿的机制来解决，但代码实现比较复杂。而最简单的解决方案是，利用数据库事务或者 Spring 框架提供的事务，在一个事务中，执行创建用户和创建钱包这两个 SQL 操作。这就要求两个 SQL 操作要在一个接口中完成，所以，我们可以借鉴门面模式的思想，在设计一个包裹这两个操作的新接口，让新接口在一个事务中执行两个 SQL 操作。