C# 設計模式無廢話系列（二十）：Mediator 中介者模式

意圖

以一個中介對象封裝一組對象的交互，使各對象無需顯式相互引用，達到鬆散耦合，且能獨立變更交互行為。

適用場景

網路遊戲多大區架構：每大區為一組伺服器，擁有獨立資料庫。新需求：玩家資訊跨大區共享（註冊同步、充值通知、消費同步）。

若無中介者，A、B、C 三大區需兩兩互呼叫，耦合極高。引入 AccountSystem 作為中介者：

• 各大區僅與 AccountSystem 對話，無需知曉其他大區存在。
• 調整交互策略（如僅 A、B 共享）只需改 AccountSystem。
• 新增大區無需修改既有大區，統一由 AccountSystem 協調。

通訊流程對比

引入前：網站呼叫 A/B/C 註冊 → A 充值呼叫 B/C → B 充值呼叫 A/C → …（N² 複雜度）

引入後：

1. 網站呼叫 AccountSystem 註冊
2. AccountSystem 遍歷呼叫各大區註冊
3. 各大區充值/消費呼叫 AccountSystem
4. AccountSystem 遍歷呼叫各大區專屬充值/消費方法

步驟 1-2 即為 Facade 模式；加上 3-6 雙向協調，AccountSystem 成為 Mediator。

完整範例程式碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace MediatorExample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            AccountSystem accountSystem = new AccountSystem();
            GameSystem gameArea1 = new GameArea1(accountSystem);
            GameSystem gameArea2 = new GameArea2(accountSystem);
            accountSystem.RegisterGameArea(gameArea1);
            accountSystem.RegisterGameArea(gameArea2);

            string userName = "aaa";
            accountSystem.CreateAccount(userName);
            gameArea1.Recharge(userName, 200);
            gameArea2.Consume(userName, 50);
            accountSystem.QueryBalance(userName);
        }
    }

    class AccountSystem
    {
        Dictionary<string, int> userBalance = new Dictionary<string, int>();
        List<GameSystem> gameAreaList = new List<GameSystem>();

        public void RegisterGameArea(GameSystem gs) => gameAreaList.Add(gs);

        public void CreateAccount(string userName)
        {
            userBalance[userName] = 0;
            foreach (var gs in gameAreaList) gs.CreateAccountSelf(userName);
        }

        public void Recharge(string userName, int amount)
        {
            if (!userBalance.ContainsKey(userName)) return;
            bool ok = true;
            foreach (var gs in gameAreaList) ok &= gs.RechargeSelf(userName, amount);
            if (ok) userBalance[userName] += amount;
        }

        public void Consume(string userName, int amount)
        {
            if (!userBalance.ContainsKey(userName)) return;
            bool ok = true;
            foreach (var gs in gameAreaList) ok &= gs.ConsumeSelf(userName, amount);
            if (ok) userBalance[userName] -= amount;
        }

        public void QueryBalance(string userName) => Console.WriteLine($"Your balance is {userBalance[userName]}");
    }

    abstract class GameSystem
    {
        protected AccountSystem accountSystem;
        protected Dictionary<string, int> userBalance = new Dictionary<string, int>();

        protected GameSystem(AccountSystem accountSystem) => this.accountSystem = accountSystem;

        internal virtual bool CreateAccountSelf(string userName)
        {
            userBalance[userName] = 0; return true;
        }
        internal virtual bool RechargeSelf(string userName, int amount)
        {
            if (userBalance.ContainsKey(userName)) userBalance[userName] += amount;
            return true;
        }
        internal virtual bool ConsumeSelf(string userName, int amount)
        {
            if (userBalance.ContainsKey(userName)) userBalance[userName] -= amount;
            return true;
        }

        public void Recharge(string userName, int amount) => accountSystem.Recharge(userName, amount);
        public void Consume(string userName, int amount) => accountSystem.Consume(userName, amount);
    }

    class GameArea1 : GameSystem
    {
        public GameArea1(AccountSystem a) : base(a) { }
        internal override bool CreateAccountSelf(string userName)
        {
            Console.WriteLine($"{userName} Registered in GameArea1");
            return base.CreateAccountSelf(userName);
        }
        internal override bool RechargeSelf(string userName, int amount)
        {
            base.RechargeSelf(userName, amount);
            Console.WriteLine($"{userName}'s amount in GameArea1 is {userBalance[userName]}");
            return true;
        }
        internal override bool ConsumeSelf(string userName, int amount)
        {
            base.ConsumeSelf(userName, amount);
            Console.WriteLine($"{userName}'s amount in GameArea1 is {userBalance[userName]}");
            return true;
        }
    }

    class GameArea2 : GameSystem
    {
        public GameArea2(AccountSystem a) : base(a) { }
        internal override bool CreateAccountSelf(string userName)
        {
            Console.WriteLine($"{userName} Registered in GameArea2");
            return base.CreateAccountSelf(userName);
        }
        internal override bool RechargeSelf(string userName, int amount)
        {
            base.RechargeSelf(userName, amount);
            Console.WriteLine($"{userName}'s amount in GameArea2 is {userBalance[userName]}");
            return true;
        }
        internal override bool ConsumeSelf(string userName, int amount)
        {
            base.ConsumeSelf(userName, amount);
            Console.WriteLine($"{userName}'s amount in GameArea2 is {userBalance[userName]}");
            return true;
        }
    }
}

程式碼執行結果

程式碼解析

• AccountSystem：Mediator 角色，內部維護同事清單 gameAreaList。
• 註冊、充值、消費方法會遍歷同事並呼叫其專屬方法（xxxSelf），全部成功後才更新自身帳戶餘額。
• GameSystem：抽象同事。提供兩組方法：對外公開的 Recharge/Consume 僅轉發給 Mediator；供 Mediator 呼叫的 xxxSelf 執行實際邏輯。
• GameArea1/2：具體同事，建構子傳入 Mediator 建立關聯。
• 同事主動感知 Mediator，操作時僅與 Mediator 通訊，不再直接關聯其他同事。

何時採用

當一組介面相對穩定的對象之間依賴關係錯綜複雜、難以維護或可能變動時，考慮 Mediator。

實作要點

• C# 中可用 delegate 解耦 Mediator 與同事的交互行為。
• Mediator vs Observer：前者處理多對多雜亂交互的統籌，後者處理一（多）對多的靈活訂閱。本例後半階段（分散處理）可套用 Observer。
• Mediator vs Facade：前者同事需雙向通訊，用於子系統間；後者傾向單向通訊，用於子系統與上層系統。本例同時呈現兩者特徵。
• 架構層常與 Observer、Facade 協用，有時退化為其中之一。重點在於從中獲益，而非名稱定位。

注意事項

• 非所有系統都需 Mediator 將多對多轉為多對一對多。若同事關聯原本清晰或不複雜，無需強行套用。
• 實務中 Mediator 邏輯往往複雜，若伴隨需求變更可能難以維護，此時可對 Mediator 角色或處理行為套用其他模式。