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中介者模式(Mediator)的组件通信解耦

陈川 【 JavaScript 】 65357人已围观 7915字

中介者模式是一种行为设计模式，通过封装对象间的交互逻辑来减少组件间的直接依赖。它特别适合处理复杂组件通信场景，将网状依赖转化为星型结构，使系统更易于维护和扩展。

中介者模式的核心思想

中介者模式定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。原本需要相互引用的对象现在只需与中介者通信，从而降低耦合度。这种模式包含两个主要角色：

  1. Mediator（中介者）：定义组件间通信的接口
  2. Colleague（同事类）：需要与其他组件交互的对象

在JavaScript中，中介者通常表现为一个独立的事件总线或消息中心。当某个组件状态变化时，它不直接通知其他组件，而是通过中介者广播事件。

典型应用场景

中介者模式特别适用于以下场景：

  • 多个组件需要共享数据但存在复杂依赖关系
  • 组件通信路径形成复杂的网状结构
  • 需要集中管理跨组件通信规则
  • 系统需要动态调整组件间交互方式

基础实现示例

下面是一个简单的聊天室实现，展示中介者模式如何解耦用户对象：

// 中介者
class ChatRoom {
  constructor() {
    this.users = {};
  }

  register(user) {
    this.users[user.name] = user;
    user.chatRoom = this;
  }

  send(message, from, to) {
    if (to) {
      // 私聊
      to.receive(message, from);
    } else {
      // 群发
      Object.keys(this.users).forEach(key => {
        if (this.users[key] !== from) {
          this.users[key].receive(message, from);
        }
      });
    }
  }
}

// 同事类
class User {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    this.chatRoom = null;
  }

  send(message, to) {
    this.chatRoom.send(message, this, to);
  }

  receive(message, from) {
    console.log(`${from.name} 对 ${this.name} 说：${message}`);
  }
}

// 使用示例
const chatroom = new ChatRoom();

const john = new User('John');
const jane = new User('Jane');

chatroom.register(john);
chatroom.register(jane);

john.send('你好啊！');          // 群发消息
jane.send('你也好！', john);    // 私聊消息

前端框架中的实际应用

现代前端框架中常见的中介者模式实现包括：

Vue中的事件总线

// eventBus.js
import Vue from 'vue';
export const EventBus = new Vue();

// ComponentA.vue
EventBus.$emit('data-updated', payload);

// ComponentB.vue
EventBus.$on('data-updated', payload => {
  // 处理数据更新
});

React中的上下文API

// 创建中介者上下文
const MediatorContext = React.createContext();

// 提供者组件
function App() {
  const [state, setState] = useState({});
  
  const updateSharedState = (newState) => {
    setState(prev => ({...prev, ...newState}));
  };

  return (
    <MediatorContext.Provider value={{ state, updateSharedState }}>
      <ComponentA />
      <ComponentB />
    </MediatorContext.Provider>
  );
}

// 消费者组件
function ComponentA() {
  const { updateSharedState } = useContext(MediatorContext);
  
  const handleClick = () => {
    updateSharedState({ clicked: true });
  };

  return <button onClick={handleClick}>更新状态</button>;
}

复杂表单交互案例

考虑一个包含多个联动字段的复杂表单场景：

class FormMediator {
  constructor() {
    this.fields = [];
    this.rules = {
      'country': {
        'state': (value) => {
          // 根据国家返回可用的州列表
          return value === 'US' ? ['CA', 'NY'] : ['ON', 'QC'];
        }
      }
    };
  }

  register(field) {
    this.fields.push(field);
    field.setMediator(this);
  }

  notify(source, event) {
    const dependencies = this.rules[source.name];
    
    if (dependencies && event === 'change') {
      Object.keys(dependencies).forEach(targetName => {
        const targetField = this.fields.find(f => f.name === targetName);
        if (targetField) {
          const newOptions = dependencies[targetName](source.value);
          targetField.updateOptions(newOptions);
        }
      });
    }
  }
}

class FormField {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    this.mediator = null;
    this.value = null;
    this.options = [];
  }

  setMediator(mediator) {
    this.mediator = mediator;
  }

  onChange(value) {
    this.value = value;
    this.mediator.notify(this, 'change');
  }

  updateOptions(options) {
    this.options = options;
    console.log(`${this.name} 的选项更新为:`, options);
  }
}

// 使用示例
const mediator = new FormMediator();

const countryField = new FormField('country');
const stateField = new FormField('state');

mediator.register(countryField);
mediator.register(stateField);

countryField.onChange('US');  // 自动更新stateField的选项

性能优化考虑

虽然中介者模式能有效解耦组件，但也需要注意：

  1. 单点故障风险：中介者可能成为性能瓶颈
  2. 事件爆炸：过度使用可能导致事件监听器过多
  3. 调试困难：间接通信可能使调用链路不清晰

优化策略包括：

// 实现事件节流的中介者
class ThrottledMediator {
  constructor() {
    this.events = {};
    this.throttleTimers = {};
  }

  on(event, callback, throttle = 0) {
    if (!this.events[event]) {
      this.events[event] = [];
    }
    this.events[event].push(callback);
  }

  emit(event, data, throttle = 0) {
    if (this.throttleTimers[event]) return;
    
    if (throttle > 0) {
      this.throttleTimers[event] = setTimeout(() => {
        delete this.throttleTimers[event];
      }, throttle);
    }

    (this.events[event] || []).forEach(callback => {
      callback(data);
    });
  }
}

与观察者模式的区别

中介者模式常与观察者模式混淆，但两者有本质区别：

特性 中介者模式 观察者模式
通信方向 双向（中介者协调同事对象） 单向（主题通知观察者）
耦合度 同事对象间零耦合 主题知道观察者的存在
复杂度 适合复杂交互 适合简单的一对多关系
控制中心 中介者包含业务逻辑 观察者通常只负责转发通知

模式扩展与变体

中介者模式可以与其他模式结合形成更强大的解决方案：

与命令模式结合

class CommandMediator {
  constructor() {
    this.commands = {};
    this.history = [];
  }

  register(commandName, command) {
    this.commands[commandName] = command;
  }

  execute(commandName, ...args) {
    if (this.commands[commandName]) {
      const result = this.commands[commandName].execute(...args);
      this.history.push({ commandName, args, timestamp: Date.now() });
      return result;
    }
  }

  undo() {
    const lastCommand = this.history.pop();
    if (lastCommand) {
      return this.commands[lastCommand.commandName].undo(...lastCommand.args);
    }
  }
}

// 命令对象
const commands = {
  save: {
    execute(data) {
      console.log('保存数据:', data);
      return 'save-success';
    },
    undo(data) {
      console.log('撤销保存:', data);
    }
  }
};

const mediator = new CommandMediator();
mediator.register('save', commands.save);

mediator.execute('save', { id: 1 });  // 执行保存
mediator.undo();                      // 撤销保存

测试策略

中介者模式的测试应关注：

  1. 中介者是否正确转发消息
  2. 同事对象是否正确注册到中介者
  3. 交互逻辑是否符合预期
// 测试示例
describe('ChatRoom Mediator', () => {
  let chatroom, user1, user2;

  beforeEach(() => {
    chatroom = new ChatRoom();
    user1 = new User('Alice');
    user2 = new User('Bob');
    chatroom.register(user1);
    chatroom.register(user2);
  });

  it('应该正确转发广播消息', () => {
    const spy = jest.spyOn(user2, 'receive');
    user1.send('大家好');
    expect(spy).toHaveBeenCalledWith('大家好', user1);
  });

  it('应该正确处理私聊消息', () => {
    const spy = jest.spyOn(user2, 'receive');
    user1.send('秘密消息', user2);
    expect(spy).toHaveBeenCalledWith('秘密消息', user1);
  });
});

常见误区与陷阱

实践中需要注意以下问题：

  1. 上帝对象反模式：中介者不应包含过多业务逻辑
  2. 过度设计：简单场景直接使用组件引用可能更合适
  3. 循环依赖：中介者与同事对象间要避免循环调用
  4. 内存泄漏：忘记注销事件监听会导致内存无法释放
// 错误示例：中介者包含过多业务逻辑
class BadMediator {
  constructor() {
    /* ... */
  }
  
  // 不应该处理具体业务
  processOrder(order) {
    this.validate(order);
    this.calculateTax(order);
    this.updateInventory(order);
    // ...数十个业务方法
  }
}

// 正确做法：中介者只负责协调
class GoodMediator {
  notify(component, event) {
    // 只负责转发事件
    this.components.forEach(c => {
      if (c !== component && c.handleEvent) {
        c.handleEvent(event);
      }
    });
  }
}

浏览器环境中的特殊考量

在浏览器中实现中介者模式时：

  1. 跨标签页通信：可通过BroadcastChannel API扩展
  2. 性能监控：跟踪中介者的消息吞吐量
  3. 错误隔离：防止单个组件错误影响整个系统
// 跨标签页中介者
class TabMediator {
  constructor(channelName) {
    this.channel = new BroadcastChannel(channelName);
    this.listeners = new Set();
  }

  subscribe(callback) {
    this.listeners.add(callback);
    this.channel.addEventListener('message', callback);
  }

  unsubscribe(callback) {
    this.listeners.delete(callback);
    this.channel.removeEventListener('message', callback);
  }

  publish(message) {
    this.channel.postMessage(message);
  }
}

// 在所有标签页中共享同一个中介者
const globalMediator = new TabMediator('app-channel');

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