Mẫu Facade (Design Pattern) giải thích kèm ví dụ

Mục đích

Cung cấp một interface thống nhất cho một tập interface trong hệ thống con. Facade định nghĩa một interface cấp cao hơn giúp hệ thống con dễ sử dụng hơn. Đây là một trong bảy mẫu cấu trúc trong sách Gang of Four (GoF).

Vấn đề mà mẫu này giải quyết

Hãy tưởng tượng một cửa hàng trực tuyến. Đặt một đơn hàng cần nhiều dịch vụ: kiểm tra và giữ hàng trong kho, trừ tiền thẻ, trả hàng về kho nếu thanh toán thất bại, tạo đơn vận chuyển và gửi email xác nhận. Mỗi dịch vụ có API và quy tắc riêng.

Nếu mọi nơi gọi, như trang thanh toán web, API di động và công cụ quản trị, đều tự thực hiện các bước này, thì cùng một chuỗi thao tác bị sao chép ở nhiều nơi. Mỗi bản sao có thể sai thứ tự hoặc quên hoàn tác, và mọi nơi gọi đều phụ thuộc vào năm dịch vụ. Khi một dịch vụ thay đổi, tất cả nơi gọi phải đổi theo. Facade đặt chuỗi thao tác vào một chỗ và cho nơi gọi một phương thức duy nhất.

Cấu trúc và các thành phần

Cài đặt bằng TypeScript

// Subsystem classes, each with its own API.
class Inventory {
  private stock = new Map([["book", 2]]);
  reserve(sku: string): boolean {
    const n = this.stock.get(sku) ?? 0;
    if (n === 0) return false;
    this.stock.set(sku, n - 1);
    return true;
  }
  release(sku: string): void { this.stock.set(sku, (this.stock.get(sku) ?? 0) + 1); }
}
class Payments {
  charge(card: string, cents: number): boolean { return card.startsWith("4") && cents > 0; }
}
class Shipping {
  createShipment(sku: string, address: string): string { return `SHIP-${sku}-${address.length}`; }
}
class Mailer {
  send(to: string, text: string): void { console.log(`mail to ${to}: ${text}`); }
}

Khi đó facade chạy toàn bộ quy trình đúng thứ tự phía sau một phương thức:

// Facade: one method that runs the whole workflow in the right order.
class OrderFacade {
  constructor(private inventory = new Inventory(), private payments = new Payments(),
              private shipping = new Shipping(), private mailer = new Mailer()) {}

  placeOrder(sku: string, card: string, cents: number, email: string, address: string): string {
    if (!this.inventory.reserve(sku)) return "out of stock";
    if (!this.payments.charge(card, cents)) {
      this.inventory.release(sku); // roll back the reservation
      return "payment declined";
    }
    const shipmentId = this.shipping.createShipment(sku, address);
    this.mailer.send(email, `Order confirmed, shipment ${shipmentId}`);
    return "ok";
  }
}

const shop = new OrderFacade();
console.log(shop.placeOrder("book", "4111", 1999, "[email protected]", "1 Main St"));
// mail to [email protected]: Order confirmed, shipment SHIP-book-9
// ok
console.log(shop.placeOrder("book", "5500", 1999, "[email protected]", "2 Side St")); // payment declined

Nơi gọi giờ chỉ phụ thuộc một lớp với một phương thức. Quy tắc hoàn tác chỉ tồn tại đúng một lần. Các lớp hệ thống con vẫn dùng được, nên công cụ quản trị chỉ cần trả hàng về kho có thể gọi trực tiếp Inventory.

Khi nào nên dùng và khi nào không

Dùng Facade khi:

• Hệ thống con phức tạp và đa số client chỉ cần một tập con đơn giản, phổ biến trong những gì nó làm được.
• Bạn muốn giảm số phụ thuộc giữa mã client và nhiều lớp của hệ thống con.
• Bạn muốn tổ chức hệ thống thành các tầng, với facade là điểm vào của mỗi tầng.
• Bạn bọc một thư viện bên thứ ba lớn và muốn phần còn lại của mã chỉ dùng vài thao tác cần thiết.

Tránh hoặc hạn chế khi:

• Hệ thống con vốn đã đơn giản. Facade chỉ chuyển tiếp từng lời gọi một–một thì thêm một tầng mà không che giấu gì.
• Facade bắt đầu gom các phương thức không liên quan và quy tắc nghiệp vụ từ khắp hệ thống. Đây là vấn đề “god object”: một lớp biết và làm quá nhiều. Hãy tách thành nhiều facade tập trung.

Ứng dụng thực tế

• Node.js: fs.readFile() mở tệp, đọc đến hết và đóng tệp trong một lời gọi. Các hàm cấp thấp hơn như fs.open(), fs.read() và fs.close() vẫn dùng được.
• jQuery trở nên phổ biến phần lớn nhờ đặt một API ngắn gọn, nhất quán phía trước DOM và những khác biệt giữa các trình duyệt thời đó.
• Ví dụ trong sách GoF là trình biên dịch: một lớp Compiler che giấu scanner, parser, bộ sinh mã và các lớp hệ thống con khác khỏi những chương trình chỉ muốn biên dịch mã.
• Tầng dịch vụ (service layer) và API gateway trong ứng dụng back end đóng vai trò facade cho nhiều dịch vụ nội bộ.

Các mẫu liên quan