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【Java设计模式】数据总线模式：高效统一组件通信

article 2024/9/18 19:28:17

文章目录

【Java设计模式】数据总线模式：高效统一组件通信
- 一、概述
- 二、详细解释及实际示例
- 三、Java中数据总线模式的编程示例
- 四、何时在Java中使用数据总线模式
- 五、数据总线模式在Java中的实际应用
- 六、数据总线模式的优点和权衡
- 七、源码下载

【Java设计模式】数据总线模式：高效统一组件通信

一、概述

数据总线设计模式旨在提供一个集中式的通信通道，通过该通道，系统的各个组件可以交换数据而无需直接连接，从而促进松散耦合，并增强可扩展性和可维护性。

二、详细解释及实际示例

实际示例：
- 考虑一个大型机场作为数据总线模式的类似现实世界示例。在机场中，各种航空公司、乘客、行李搬运工和安全人员都需要进行通信和共享信息。与其让每个实体直接与其他每个实体进行通信，机场使用了一个集中式的公告系统（数据总线）。航班信息、安全警报和其他关键更新通过这个系统进行广播，每个实体都监听与它们相关的消息。这种设置允许机场解耦通信过程，确保每个实体仅接收它们所需的信息，同时允许系统进行扩展并集成新的实体，而不会干扰现有的实体。这类似于Java中的数据总线模式促进集中式通信和事件处理，增强系统的可扩展性和可维护性。
通俗解释：
- 数据总线是一种设计模式，它根据传输的消息或事件的类型连接应用程序的组件进行通信。这种模式促进了解耦，通过允许组件在没有直接依赖关系的情况下进行通信，使系统更容易扩展和维护。

三、Java中数据总线模式的编程示例

假设您有一个应用程序，支持在线预订和参与活动。您希望该应用程序向社区或组织的所有普通成员发送通知，例如活动广告，但不想向活动管理员或组织者发送此类广告。相反，您希望向他们发送有关向所有成员发送新广告的时间的通知。数据总线使您能够通过使它们的类或组件仅接受特定类型的消息，按类型（普通成员或活动管理员）有选择地通知社区成员。因此，普通成员和管理员不需要相互了解，也不需要了解用于通知整个社区的具体类或组件，除了知道发送的消息类型。
在上面的在线活动应用程序示例中，我们首先定义我们的Member接口及其实现：MessageCollectorMember（普通社区成员）和StatusMember（活动管理员或组织者）。

public interface Member extends Consumer<DataType> {
    void accept(DataType event);
}

接下来，我们实现一个数据总线来订阅或取消订阅成员，并发布事件以通知所有社区成员。

public class DataBus {
    private static final DataBus INSTANCE = new DataBus();
    private final Set<Member> listeners = new HashSet<>();
    public static DataBus getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
    public void subscribe(final Member member) {
        this.listeners.add(member);
    }
    public void unsubscribe(final Member member) {
        this.listeners.remove(member);
    }
    public void publish(final DataType event) {
        event.setDataBus(this);
        listeners.forEach(
                listener -> listener.accept(event));
    }
}

在publish方法中，对每个成员应用accept方法。
对于普通社区成员（MessageCollectorMember），accept方法只能处理MessageData类型的消息。

public class MessageCollectorMember implements Member {
    private final String name;
    private final List<String> messages = new ArrayList<>();
    public MessageCollectorMember(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void accept(final DataType data) {
        if (data instanceof MessageData) {
            handleEvent((MessageData) data);
        }
    }
}

对于活动管理员或组织者（StatusMember），accept方法可以处理StartingData和StoppingData类型的消息。

public class StatusMember implements Member {
    private final int id;
    private LocalDateTime started;
    private LocalDateTime stopped;
    public StatusMember(int id) {
        this.id = id;
    }
    @Override
    public void accept(final DataType data) {
        if (data instanceof StartingData) {
            handleEvent((StartingData) data);
        } else if (data instanceof StoppingData) {
            handleEvent((StoppingData) data);
        }
    }
}

以下是App类，用于演示数据总线模式的实际应用：

class App {
    public static void main(String[] args) {
        final var bus = DataBus.getInstance();
        bus.subscribe(new StatusMember(1));
        bus.subscribe(new StatusMember(2));
        final var foo = new MessageCollectorMember("Foo");
        final var bar = new MessageCollectorMember("Bar");
        bus.subscribe(foo);
        bus.publish(StartingData.of(LocalDateTime.now()));
    }
}

当数据总线发布消息时，输出如下：

02:33:57.627 [main] INFO com.iluwatar.databus.members.StatusMember - Receiver 2 sees application started at 2022 - 10 - 26T02:33:57.613529100
02:33:57.633 [main] INFO com.iluwatar.databus.members.StatusMember - Receiver 1 sees application started at 2022 - 10 - 26T02:33:57.613529100

如所示，MessageCollectorMembers仅接受MessageData类型的消息，因此它们不会看到StartingData或StoppingData消息，这些消息仅对StatusMember（活动管理员或组织者）可见。这种选择性的消息处理可防止普通社区成员接收管理通知。