Паттерн Facade (фасад)

Назначение паттерна Facade

Паттерн Facade предоставляет унифицированный интерфейс вместо набора интерфейсов некоторой подсистемы. Facade определяет интерфейс более высокого уровня, упрощающий использование подсистемы.
Паттерн Facade "обертывает" сложную подсистему более простым интерфейсом.

Решаемая проблема

Клиенты хотят получить упрощенный интерфейс к общей функциональности сложной подсистемы.

Обсуждение паттерна Facade

Паттерн Facade инкапсулирует сложную подсистему в единственный интерфейсный объект. Это позволяет сократить время изучения подсистемы, а также способствует уменьшению степени связанности между подсистемой и потенциально большим количеством клиентов. С другой стороны, если фасад является единственной точкой доступа к подсистеме, то он будет ограничивать возможности, которые могут понадобиться "продвинутым" пользователям.

Объект Facade, реализующий функции посредника, должен оставаться довольно простым и не быть всезнающим "оракулом".

Структура паттерна Facade

Клиенты общаются с подсистемой через Facade. При получении запроса от клиента объект Facade переадресует его нужному компоненту подсистемы. Для клиентов компоненты подсистемы остаются "тайной, покрытой мраком".

UML-диаграмма классов паттерна Facade

Подсистемы SubsystemOne и SubsystemThree не взаимодействуют напрямую с внутренними компонентами подсистемы SubsystemTwo. Они используют "фасад" SubsystemTwoWrapper (т.е. абстракцию более высокого уровня).

Пример паттерна Facade

Паттерн Facade определяет унифицированный высокоуровневый интерфейс к подсистеме, что упрощает ее использование. Покупатели сталкиваются с фасадом при заказе каталожных товаров по телефону. Покупатель звонит в службу поддержки клиентов и перечисляет товары, которые хочет приобрести. Представитель службы выступает в качестве "фасада", обеспечивая интерфейс к отделу исполнения заказов, отделу продаж и службе доставки.

Использование паттерна Facade

Определите для подсистемы простой, унифицированный интерфейс.
Спроектируйте класс "обертку", инкапсулирующий подсистему.
Вся сложность подсистемы и взаимодействие ее компонентов скрыты от клиентов. "Фасад" / "обертка" переадресует пользовательские запросы подходящим методам подсистемы.
Клиент использует только "фасад".
Рассмотрите вопрос о целесообразности создания дополнительных "фасадов".

Особенности паттерна Facade

Facade определяет новый интерфейс, в то время как Adapter использует уже имеющийся. Помните, Adapter делает работающими вместе два существующих интерфейса, не создавая новых.
Если Flyweight показывает, как сделать множество небольших объектов, то Facade показывает, как сделать один объект, представляющий целую подсистему.
Mediator похож на Facade тем, что абстрагирует функциональность существующих классов. Однако Mediator централизует функциональность между объектами-коллегами, не присущую ни одному из них. Коллеги обмениваются информацией друг с другом через Mediator. С другой стороны, Facade определяет простой интерфейс к подсистеме, не добавляет новой функциональности и не известен классам подсистемы.
Abstract Factory может применяться как альтернатива Facade для сокрытия платформенно-зависимых классов.
Объекты "фасадов" часто являются Singleton, потому что требуется только один объект Facade.
Adapter и Facade в являются "обертками", однако эти "обертки" разных типов. Цель Facade – создание более простого интерфейса, цель Adapter – адаптация существующего интерфейса. Facade обычно "обертывает" несколько объектов, Adapter "обертывает" один объект.

Реализация паттерна Facade

Разбиение системы на компоненты позволяет снизить ее сложность. Ослабить связи между компонентами системы можно с помощью паттерна Facade. Объект "фасад" предоставляет единый упрощенный интерфейс к компонентам системы.

В примере ниже моделируется система сетевого обслуживания. Фасад FacilitiesFacade скрывает внутреннюю структуру системы. Пользователь, сделав однажды запрос на обслуживание, затем 1-2 раза в неделю в течение 5 месяцев справляется о ходе выполнения работ до тех пор, пока его запрос не будет полностью обслужен.

#include <iostream.h>

class MisDepartment
{
  public:
    void submitNetworkRequest()
    {
        _state = 0;
    }
    bool checkOnStatus()
    {
        _state++;
        if (_state == Complete)
          return 1;
        return 0;
    }
  private:
    enum States
    {
        Received, DenyAllKnowledge, ReferClientToFacilities,
        FacilitiesHasNotSentPaperwork, ElectricianIsNotDone,
        ElectricianDidItWrong, DispatchTechnician, SignedOff, 
        DoesNotWork, FixElectriciansWiring, Complete
    };
    int _state;
};

class ElectricianUnion
{
  public:
    void submitNetworkRequest()
    {
        _state = 0;
    }
    bool checkOnStatus()
    {
        _state++;
        if (_state == Complete)
          return 1;
        return 0;
    }
  private:
    enum States
    {
        Received, RejectTheForm, SizeTheJob, SmokeAndJokeBreak,
        WaitForAuthorization, DoTheWrongJob, BlameTheEngineer, 
        WaitToPunchOut, DoHalfAJob, ComplainToEngineer, 
        GetClarification, CompleteTheJob, TurnInThePaperwork, 
        Complete
    };
    int _state;
};

class FacilitiesDepartment
{
  public:
    void submitNetworkRequest()
    {
        _state = 0;
    }
    bool checkOnStatus()
    {
        _state++;
        if (_state == Complete)
          return 1;
        return 0;
    }
  private:
    enum States
    {
        Received, AssignToEngineer, EngineerResearches, 
        RequestIsNotPossible, EngineerLeavesCompany, 
        AssignToNewEngineer, NewEngineerResearches,
        ReassignEngineer,EngineerReturns, 
        EngineerResearchesAgain, EngineerFillsOutPaperWork, 
        Complete
    };
    int _state;
};

class FacilitiesFacade
{
  public:
    FacilitiesFacade()
    {
        _count = 0;
    }
    void submitNetworkRequest()
    {
        _state = 0;
    }
    bool checkOnStatus()
    {
        _count++;
        /* Запрос на обслуживание получен */
        if (_state == Received)
        {
            _state++;
            /* Перенаправим запрос инженеру */
            _engineer.submitNetworkRequest();
            cout << "submitted to Facilities - " << _count 
                 << " phone calls so far" << endl;
        }
        else if (_state == SubmitToEngineer)
        {
            /* Если инженер свою работу выполнил, 
               перенаправим запрос электрику */
            if (_engineer.checkOnStatus())
            {
                _state++;
                _electrician.submitNetworkRequest();
                cout << "submitted to Electrician - " << _count 
                     << " phone calls so far" << endl;
            }
        }
        else if (_state == SubmitToElectrician)
        {
            /* Если электрик свою работу выполнил, 
               перенаправим запрос технику */
            if (_electrician.checkOnStatus())
            {
                _state++;
                _technician.submitNetworkRequest();
                cout << "submitted to MIS - " << _count 
                     << " phone calls so far" << endl;
            }
        }
        else if (_state == SubmitToTechnician)
        {
            /* Если техник свою работу выполнил, 
               то запрос обслужен до конца */
            if (_technician.checkOnStatus())
              return 1;
        }
        /* Запрос еще не обслужен до конца */
        return 0;
    }
    int getNumberOfCalls()

    {
        return _count;
    }
  private:
    enum States
    {
        Received, SubmitToEngineer, SubmitToElectrician, 
        SubmitToTechnician
    };
    int _state;
    int _count;
    FacilitiesDepartment _engineer;
    ElectricianUnion _electrician;
    MisDepartment _technician;
};

int main()
{
  FacilitiesFacade facilities;

  facilities.submitNetworkRequest();
  /* Звоним, пока работа не выполнена полностью */
  while (!facilities.checkOnStatus())
    ;
  cout << "job completed after only "
       << facilities.getNumberOfCalls()
       << " phone calls" << endl;
}

Вывод программы:

submitted to Facilities - 1 phone calls so far
submitted to Electrician - 12 phone calls so far
submitted to MIS - 25 phone calls so far
job completed after only 35 phone calls

Источник: http://sourcemaking.com/design_patterns/facade/

Facade