Padr�o de Projeto Facade em Java

Introduç�o

Padr�es de Projetos fazem parte da tecnologia avançada de orientaç�o a objetos e est�o sendo incorporados por ferramentas de an�lise orientada a objetos, bem como livros, artigos, cursos e semin�rios. Grupos de estudo sobre padr�es s�o abundantes e sugerem que as pessoas aprendam Padr�es de Projetos somente depois de terem dominado pr�ticas b�sicas de orientaç�o a objetos. Os Padr�es de Projeto s�o modelos de como resolver o problema do qual trata, podendo ser usados em diferentes situaç�es.

Os Padr�es de Projetos para software orientado a objetos est�o documentados no livro "Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software" que cont�m um cat�logo com 23 padr�es de projetos (Design Patterns) orientados a software. A ideia dos autores do livro era documentar problemas recorrentes que aconteciam nos softwares aplicando a ideia de padr�es de projeto a projetos de softwares, descrevendo uma estrutura para catalogar e descrever padr�es de projeto, catalogar 23 padr�es, entre outros.

Neste artigo ser� descrito o Padr�o de Projeto Facade o qual ser� mais detalhado nas seç�es subsequentes do artigo.

Funcionamento

O Padr�o de Projeto Facade oculta toda a complexidade de uma ou mais classes atrav�s de uma Facade (Fachada). A intenç�o desse Padr�o de Projeto � simplificar uma interface. Existem outros dois Padr�es de Projetos (Decorator e Adapter) j� discutidos em outros artigos que possuem similaridades com o Padr�o Facade, por�m existem diferenças em relaç�o a este padr�o, como ser� visto mais adiante.

Com o Padr�o Facade podemos simplificar a utilizaç�o de um subsistema complexo apenas implementando uma classe que fornece uma interface �nica e mais razo�vel, por�m se desej�ssemos acessar as funcionalidades de baixo n�vel do sistema isso seria perfeitamente poss�vel. � importante ressaltar que o padr�o Facade n�o �encapsula� as interfaces do sistema, o padr�o Facade apenas fornece uma interface simplificada para acessar as suas funcionalidades. Imagine que existe um sistema com diversas classes contendo diversos m�todos e tenhamos que agrupar todas essas classes chamando diversos m�todos para realizar uma determinada operaç�o. Tendo uma Facade precisar�amos apenas construir um m�todo que agrupe todas essas classes e chame todos esses m�todos. Assim, quando usu�rio quiser fazer essa operaç�o ele chamaria apenas a Facade que realizaria essa operaç�o, simplificando muito todo o processo com uma simples interface. Vale ressaltar que isso n�o significa que uma Facade n�o tenha tamb�m funcionalidades pr�prias, ou seja, que tenha a sua pr�pria intelig�ncia e tamb�m utilize o subsistema. Um subsistema pode ter diversos Facades.

A definiç�o oficial do padr�o Facade �: �O Padr�o Facade fornece uma interface unificada para um conjunto de interfaces em um subsistema. O Facade define uma interface de n�vel mais alto que facilita a utilizaç�o do subsistema�.

O Diagrama de classe abaixo mostra mais detalhes sobre o funcionamento do padr�o Facade.

Figura 1: Diagrama de classe do Padr�o Facade

No diagrama de classe acima tem-se o Client que � quem acessa a Facade que, por sua vez, � uma interface simplificada do subsistema, sendo esta unificada e f�cil de ser utilizada pelo cliente. Abaixo da Facade tem-se as classes do sistema que podem ser chamados diretamente, mas est�o sendo agrupados na Facade.

Exemplo de Implementaç�o

Segue abaixo um exemplo de implementaç�o em Java utilizando o Padr�o Facade.


public class Cpu {

   public void start() {
      System.out.println("inicializaç�o inicial");
   }
   public void execute() {
      System.out.println("executa algo no processador");
   }
   public void load() {
      System.out.println("carrega registrador");
   }
   public void free() {
      System.out.println("libera registradores");
   }
}

public class Memoria {
   public void load(int position, String info) {
      System.out.println("carrega dados na mem�ria");
   }
   public void free(int position, String info) {
      System.out.println("libera dados da mem�ria");
   }
}

public class HardDrive {
   public void read(int startPosition, int size) {
      System.out.println("l� dados do HD");
   }
   public void write(int position, String info) {
      System.out.println("escreve dados no HD");
   }
}

public class ComputadorFacade {
   private Cpu cpu = null;
   private Memoria memoria = null;
   private HardDrive hardDrive = null;

   public ComputadorFacade(Cpu cpu,
               Memoria memoria,
               HardDrive hardDrive) {
      this.cpu = cpu;
      this.memoria = memoria;
      this.hardDrive = hardDrive;
   }

   public void ligarComputador() {
      cpu.start();
      String hdBootInfo = hardDrive.read(BOOT_SECTOR, SECTOR_SIZE);
      memoria.load(BOOT_ADDRESS, hdBootInfo);
      cpu.execute();
      memoria.free(BOOT_ADDRESS, hdBootInfo);
   }
}

Listagem 1. Exemplo de implementaç�o do Padr�o Facade

No exemplo acima podemos notar a quantidade de classes e m�todos envolvidos quando precisamos inicializar o computador. Toda essa complexidade � exposta ao cliente que poderia chamar todas essas classes e cada um dos m�todos das classes para realizar a tarefa de inicializar o computador. No entanto, ao usar uma Facade encapsulamos essa complexidade oferecendo uma interface simples e unificada ao cliente evitando acoplamento e complexidade. Apenas chamando o m�todo ligarComputador() da classe ComputadorFacade tem-se uma interface simples que diz o que ela faz exatamente, sem expor a complexidade envolvida na operaç�o.

Nota-se que todas as chamadas que est�o no Facade poderiam ser feitas uma a uma no cliente, por�m isso gera muito acoplamento e complexidade para o cliente, por isso a Facade simplifica e unifica esse conjunto de classes que gera muita complexidade.

Vantagens de Usar o Padr�o Facade

O Padr�o Facade nos permite desconectar a implementaç�o do cliente de qualquer subsistema. Assim, se quis�ssemos acrescentar novas funcionalidades no subsistema seria necess�rio apenas alterar a Facade ao inv�s de alterar diversos pontos do sistema. Al�m disso, o padr�o Facade simplifica uma interface tornando-a muito mais simples e unifica um conjunto de classes mais complexas que pertencem a um subsistema.

Conclus�o

O Padr�o Facade � utilizado quando precisamos simplificar e unificar uma interface grande ou um conjunto complexo de interfaces. Uma das vantagens do padr�o Facade � desconectar o cliente de um subsistema complexo, conforme pode ser visto no diagrama de classes. Um sistema pode ter diversos Facades simplificando diversos pontos do programa.

Bibliografia

Eric Freeman, Elisabeth Robson, Bert Bates, Kathy Sierra. Head First Design Patterns. O'Reilly Media, 2004.
Gamma, E., Helm, R., Johnson, R., Vlissides, J. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison Wesley, 2010.