【从0开始学设计模式-8| 桥接模式】

1.概念桥接模式Bridge Pattern是一种很实用的结构型设计模式如果软件系统中某个类存在两个独立变化的维度通过该模式可以将这两个维度分离出来使两者可以独立扩展让系统更加符合“单一职责原则”。定义桥接模式是软件工程中使用的一种设计模式旨在“将抽象与其实现分离以便两者可以独立变化”桥接模式又被称为柄体模式Handle And Body Pattern,桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题用抽象关联取代了传统的多层继承将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系使得系统更加灵活并易于扩展同时有效控制了系统中类的个数。2.结构在桥接模式结构图中包含如下几个角色Abstraction抽象类用于定义抽象类的接口它一般是抽象类而不是接口其中定义了一个 Implementor实现类接口类型的对象并可以维护该对象它与Implementor之间具有关联关系它既可以包含抽象业务方法也可以包含具体业务方法。AbstractionImpl抽象类扩充扩充由Abstraction定义的接口通常情况下它不再是抽象类 而是具体类它实现了在Abstraction中声明的抽象业务方法在AbstractionImpl中可以调用在 Implementor中定义的业务方法。Implementor实现类接口定义实现类的接口这个接口不一定要与Abstraction的接口完全 一致事实上这两个接口可以完全不同一般而言Implementor接口仅提供基本操作而 Abstraction定义的接口可能会做更多更复杂的操作。Implementor接口对这些基本操作进行了声明而具体实现交给其子类。通过关联关系在Abstraction中不仅拥有自己的方法还可以调用到 Implementor中定义的方法使用关联关系来替代继承关系。ConcreteImplementor具体实现类具体实现Implementor接口在不同的 ConcreteImplementor中提供基本操作的不同实现在程序运行时ConcreteImplementor对 象将替换其父类对象提供给抽象类具体的业务操作方法[!tip]简单用数据库不同引擎的例子解释一下Implementor负责定义数据的基本的操作例如保存数据更新数据ConcreteImplementor就是不同数据库的具体实现例如有Mysql的实现类、有SQLServer的实现类他们内部各自定义了自己的保存数据、更新数据的方法Abstraction内部持有Implementor的引用这就是桥这样客户端就可以通过修改配置文件从而使用Abstraction调用不同的数据库实现AbstractionImpl是抽象类的补充比如此时我们想加一个数据库加密的实现我们只需要定义一个类AbstractionImpl继承Abstraction类这样通过桥的作用可以调用底层的任何驱动。写完这一个类MySQL 和 SQLServer 就都瞬间拥有了加密能力如果不用桥接模式那么每一个具体的数据库实现类都需继承Abstraction这个基类且如果想要加一个数据库加密的实现我们需要手写所有数据库实现类的加密类桥接模式是一个非常有用的模式在桥接模式中体现了很多面向对象设计原则的思想包括“单一职责原则”、“开闭原则”、“组合复用原则”、“里氏代换原则”、“依赖倒转原则”等。桥接模式跟适配器模式的区别虽然桥接模式和对象适配器模式很类似但是他们的目的是不一样的适配器模式是为了解决现有了两个类接口不匹配的问题通常代码已经写好了是一种补救的方案桥接模式是在系统设计的时候提前预见了两个类有两个维度的变化主动进行拆分是一种预防的方式适配器是“为了合”桥接是“为了拆”桥接模式通常会于开发前期进行设计使你能够将程序的各个部分独立开来以便开发。另一方面 适配器模式通常在已有程序中使用 让相互不兼容的类能很好地合作。3.桥接模式的实现下面以数据持久化操作来举例。3.1类图设计[!tip]这个例子通过桥接模式将“数据的业务逻辑”与“数据的底层存储“进行了解耦PersistenceImplementor负责做什么操作FileSystem跟DataBase这两个实现类表示存哪里3.2代码实现基本操作接口publicinterfacePersistenceImplementor{voidsaveData();voidupdateData();}具体实现类publicclassFileSystemimplementsPersistenceImplementor{OverridepublicvoidsaveData(){System.out.println(成功保存文件);}OverridepublicvoidupdateData(){System.out.println(成功修改文件);}}publicclassDataBaseimplementsPersistenceImplementor{OverridepublicvoidsaveData(){System.out.println(成功保存到数据库);}OverridepublicvoidupdateData(){System.out.println(成功修改到数据库);}}具体类桥publicclassPersistence{publicPersistenceImplementorimplementor;//桥publicPersistence(PersistenceImplementorimplementor){this.implementorimplementor;}publicvoidsaveData(){implementor.saveData();}publicvoidupdateData(){implementor.updateData();}}配置文件brp1com.zeroone.star.bridge.DataBase 此时选择的是数据库存储ClientpublicclassClient{SneakyThrowspublicstaticvoidmain(String[]args){//读取配置ResourceBundleconfResourceBundle.getBundle(conf);//构建实现实例PersistenceImplementorimp(PersistenceImplementor)Class.forName(conf.getString(brp1)).newInstance();//构建持久化对象PersistencepersistencenewPersistence(imp);//执行持久化persistence.saveData();persistence.updateData();}}4.桥接模式的适用环境桥接模式是设计Java虚拟机和实现JDBC等驱动程序的核心模式之一应用较为广泛。在软件开发中如果一个类或一个系统有多个变化维度时都可以尝试使用桥接模式对其进行设计。[!tip]如果一个事物可以从两个或两个以上完全不同的角度进行分类且这两个分类都在不断增加新成员这就是“多个变化维度”例如数据库持久化的例子维度一抽象Abstraction—— “怎么存”的业务逻辑维度二实现Implementor—— “存哪里”的底层介质桥接模式为多维度变化的系统提供了一套完整的解决方案并且降低了系统的复杂度。4.1 主要优点分离抽象接口及其实现部分。桥接模式使用“对象间的关联关系”解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化。桥接模式可以取代多层继承方案多层继承方案违背了“单一职责原则”复用性较差且类的个数非常多桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法它极大减少了子类的个数。桥接模式提高了系统的可扩展性在两个变化维度中任意扩展一个维度都不需要修改原有系统 符合“开闭原则”。4.2 主要缺点桥接模式的使用会增加系统的理解与设计难度由于关联关系建立在抽象层要求开发者一开始就 针对抽象层进行设计与编程。桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度因此其使用范围具有一定的局限性如何正确识别两个独立维度也需要一定的经验积累。4.3 适用环境在以下情况下可以考虑使用桥接模式想要拆分或重组一个具有多重功能的庞杂类例如能与多个数据库服务器进行交互的类希望在几个独立维度上扩展一个类需要在运行时切换不同实现方法如果这篇文章对你有帮助欢迎点赞、评论、关注、收藏。你们的支持是我前进的动力