桥接模式
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zhengxiaohui 发表于1年前
桥接模式
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桥接模式就是把事物和其具体实现分开,使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是:将抽象化与实现化解耦,使得二者可以独立变化,像我们常用的JDBC桥DriverManager一样,JDBC进行连接数据库的时候,在各个数据库之间进行切换,基本不需要动太多的代码,甚至丝毫不用动,原因就是JDBC提供统一接口,每个数据库提供各自的实现,用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图:

实现代码:

先定义接口:

[java] view plaincopy

  1. public interface Sourceable {  
  2.     public void method();  
  3. }  

分别定义两个实现类:

[java] view plaincopy

  1. public class SourceSub1 implements Sourceable {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void method() {  
  5.         System.out.println("this is the first sub!");  
  6.     }  
  7. }  

[java] view plaincopy

  1. public class SourceSub2 implements Sourceable {  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void method() {  
  5.         System.out.println("this is the second sub!");  
  6.     }  
  7. }  

定义一个桥,持有Sourceable的一个实例:

[java] view plaincopy

  1. public abstract class Bridge {  
  2.     private Sourceable source;  
  3.   
  4.     public void method(){  
  5.         source.method();  
  6.     }  
  7.       
  8.     public Sourceable getSource() {  
  9.         return source;  
  10.     }  
  11.   
  12.     public void setSource(Sourceable source) {  
  13.         this.source = source;  
  14.     }  
  15. }  

[java] view plaincopy

  1. public class MyBridge extends Bridge {  
  2.     public void method(){  
  3.         getSource().method();  
  4.     }  
  5. }  

测试类:

[java] view plaincopy

  1. public class BridgeTest {  
  2.       
  3.     public static void main(String[] args) {  
  4.           
  5.         Bridge bridge = new MyBridge();  
  6.           
  7.         /*调用第一个对象*/  
  8.         Sourceable source1 = new SourceSub1();  
  9.         bridge.setSource(source1);  
  10.         bridge.method();  
  11.           
  12.         /*调用第二个对象*/  
  13.         Sourceable source2 = new SourceSub2();  
  14.         bridge.setSource(source2);  
  15.         bridge.method();  
  16.     }  
  17. }  

output:

this is the first sub!
this is the second sub!

这样,就通过对Bridge类的调用,实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图,大家就应该明白了,因为这个图是我们JDBC连接的原理,有数据库学习基础的,一结合就都懂了。

【另外一篇文章写的更详细】

https://www.oschina.net/question/1435262_140274

24.1  场景问题

24.1.1  发送提示消息

考虑这样一个实际的业务功能:发送提示消息。基本上所有带业务流程处理的系统都会有这样的功能,比如某人有新的工作了,需要发送一条消息提示他。

从业务上看,消息又分成普通消息、加急消息和特急消息多种,不同的消息类型,业务功能处理是不一样的,比如加急消息是在消息上添加加急,而特急消息除了添加特急外,还会做一条催促的记录,多久不完成会继续催促。从发送消息的手段上看,又有系统内短消息、手机短消息、邮件等等。

现在要实现这样的发送提示消息的功能,该如何实现呢?

24.1.2  不用模式的解决方案

1:实现简化版本

先考虑实现一个简单点的版本,比如:消息先只是实现发送普通消息,发送的方式呢,先实现系统内短消息和邮件。其它的功能,等这个版本完成过后,再继续添加,这样先把问题简单化,实现起来会容易一点。

       (1)由于发送普通消息会有两种不同的实现方式,为了让外部能统一操作,因此,把消息设计成接口,然后由两个不同的实现类,分别实现系统内短消息方式和邮件发送消息的方式。此时系统结构如图24.1所示:

 

图24.1  简化版本的系统结构示意图

下面看看大致的实现示意。

(2)先来看看消息的统一接口,示例代码如下:

/**

 * 消息的统一接口

 */

public interface Message {

    /**

     * 发送消息

     * @param message 要发送的消息内容

     * @param toUser 消息发送的目的人员

     */

    public void send(String message,String toUser);

}

(3)再来分别看看两种实现方式,这里只是为了示意,并不会真的去发送Email和站内短消息,先看站内短消息的方式,示例代码如下:

/**

 * 以站内短消息的方式发送普通消息

 */

public  class CommonMessageSMS implements Message{

    public void send(String message, String toUser) {

       System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

}

同样的,实现以Email的方式发送普通消息,示例代码如下:

/**

 * 以Email的方式发送普通消息

 */

public class CommonMessageEmail implements Message{

    public void send(String message, String toUser) {

       System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

}

2:实现发送加急消息

       上面的实现,看起来很简单,对不对。接下来,添加发送加急消息的功能,也有两种发送的方式,同样是站内短消息和Email的方式。

       加急消息的实现跟普通消息不同,加急消息会自动在消息上添加加急,然后再发送消息;另外加急消息会提供监控的方法,让客户端可以随时通过这个方法来了解对于加急消息处理的进度,比如:相应的人员是否接收到这个信息,相应的工作是否已经开展等等。因此加急消息需要扩展出一个新的接口,除了基本的发送消息的功能,还需要添加监控的功能,这个时候,系统的结构如图24.2所示:

 

图24.2  加入发送加急消息后的系统结构示意图

(1)先看看扩展出来的加急消息的接口,示例代码如下:

/**

 * 加急消息的抽象接口

 */

public interface UrgencyMessage extends Message{

    /**

     * 监控某消息的处理过程

     * @param messageId 被监控的消息的编号

     * @return 包含监控到的数据对象,这里示意一下,所以用了Object

     */

    public Object watch(String messageId);

}

(2)相应的实现方式还是发送站内短消息和Email两种,同样需要两个实现类来分别实现这两种方式,先看站内短消息的方式,示例代码如下:

public class UrgencyMessageSMS implements UrgencyMessage{

    public void send(String message, String toUser) {

       message = "加急:"+message;

       System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

 

    public Object watch(String messageId) {

       //获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回     

       return null;

    }  

}

再看看Emai的方式,示例代码如下:

public class UrgencyMessageEmail implements UrgencyMessage{

    public void send(String message, String toUser) {

       message = "加急:"+message;

       System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

    public Object watch(String messageId) {

       //获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回     

       return null;

    }  

}

(3)事实上,在实现加急消息发送的功能上,可能会使用前面发送不同消息的功能,也就是让实现加急消息处理的对象继承普通消息的相应实现,这里为了让结构简单一点,清晰一点,所以没有这样做。

24.1.3  有何问题

上面这样实现,好像也能满足基本的功能要求,可是这么实现好不好呢?有没有什么问题呢?

咱们继续向下来添加功能实现,为了简洁,就不再去进行代码示意了,通过实现的结构示意图就可以看出实现上的问题。

1:继续添加特急消息的处理

特急消息不需要查看处理进程,只要没有完成,就直接催促,也就是说,对于特急消息,在普通消息的处理基础上,需要添加催促的功能。而特急消息、还有催促的发送方式,相应的实现方式还是发送站内短消息和Email两种,此时系统的结构如图24.3所示:

 

图24.3  加入发送特急消息后的系统结构示意图

仔细观察上面的系统结构示意图,会发现一个很明显的问题,那就是:通过这种继承的方式来扩展消息处理,会非常不方便。

你看,实现加急消息处理的时候,必须实现站内短消息和Email两种处理方式,因为业务处理可能不同;在实现特急消息处理的时候,又必须实现站内短消息和Email这两种处理方式。

这意味着,以后每次扩展一下消息处理,都必须要实现这两种处理方式,是不是很痛苦,这还不算完,如果要添加新的实现方式呢?继续向下看吧。

2:继续添加发送手机消息的处理方式

       如果看到上面的实现,你还感觉问题不是很大的话,继续完成功能,添加发送手机消息的处理方式。

仔细观察现在的实现,如果要添加一种新的发送消息的方式,是需要在每一种抽象的具体实现里面,都要添加发送手机消息的处理的。也就是说:发送普通消息、加急消息和特急消息的处理,都可以通过手机来发送。这就意味着,需要添加三个实现。此时系统结构如图24.4所示:

 

 

图24.4  加入发送手机消息后的系统结构示意图

       这下能体会到这种实现方式的大问题了吧。

3:小结一下出现的问题

采用通过继承来扩展的实现方式,有个明显的缺点:扩展消息的种类不太容易,不同种类的消息具有不同的业务,也就是有不同的实现,在这种情况下,每个种类的消息,需要实现所有不同的消息发送方式。

更可怕的是,如果要新加入一种消息的发送方式,那么会要求所有的消息种类,都要加入这种新的发送方式的实现。

要是考虑业务功能上再扩展一下呢?比如:要求实现群发消息,也就是一次可以发送多条消息,这就意味着很多地方都得修改,太恐怖了。

那么究竟该如何实现才能既实现功能,又能灵活的扩展呢?

 

原创内容,转载请注明出处【http://sishuok.com/forum/blogPost/list/0/5860.html

 

24.2  解决方案

24.2.1  桥接模式来解决

用来解决上述问题的一个合理的解决方案,就是使用桥接模式。那么什么是桥接模式呢?

(1)桥接模式定义

 

(2)应用桥接模式来解决的思路

仔细分析上面的示例,根据示例的功能要求,示例的变化具有两个纬度,一个纬度是抽象的消息这边,包括普通消息、加急消息和特急消息,这几个抽象的消息本身就具有一定的关系,加急消息和特急消息会扩展普通消息;另一个纬度在具体的消息发送方式上,包括站内短消息、Email和手机短信息,这几个方式是平等的,可被切换的方式。这两个纬度一共可以组合出9种不同的可能性来,它们的关系如下图24.5所示:

 

图24.5  发送消息的可能性的组合示意图

现在出现问题的根本原因,就在于消息的抽象和实现是混杂在一起的,这就导致了,一个纬度的变化,会引起另一个纬度进行相应的变化,从而使得程序扩展起来非常困难。

要想解决这个问题,就必须把这两个纬度分开,也就是将抽象部分和实现部分分开,让它们相互独立,这样就可以实现独立的变化,使扩展变得简单。

桥接模式通过引入实现的接口,把实现部分从系统中分离出去;那么,抽象这边如何使用具体的实现呢?肯定是面向实现的接口来编程了,为了让抽象这边能够很方便的与实现结合起来,把顶层的抽象接口改成抽象类,在里面持有一个具体的实现部分的实例。

这样一来,对于需要发送消息的客户端而言,就只需要创建相应的消息对象,然后调用这个消息对象的方法就可以了,这个消息对象会调用持有的真正的消息发送方式来把消息发送出去。也就是说客户端只是想要发送消息而已,并不想关心具体如何发送。

24.2.2  模式结构和说明

桥接模式的结构如图24.6所示:

 

图24.6  桥接模式的结构示意图

Abstraction

       抽象部分的接口。通常在这个对象里面,要维护一个实现部分的对象引用,在抽象对象里面的方法,需要调用实现部分的对象来完成。这个对象里面的方法,通常都是跟具体的业务相关的方法。

RefinedAbstraction

       扩展抽象部分的接口,通常在这些对象里面,定义跟实际业务相关的方法,这些方法的实现通常会使用Abstraction中定义的方法,也可能需要调用实现部分的对象来完成。

Implementor

       定义实现部分的接口,这个接口不用和Abstraction里面的方法一致,通常是由Implementor接口提供基本的操作,而Abstraction里面定义的是基于这些基本操作的业务方法,也就是说Abstraction定义了基于这些基本操作的较高层次的操作。

ConcreteImplementor

       真正实现Implementor接口的对象。

24.2.3  桥接模式示例代码

(1)先看看Implementor接口的定义,示例代码如下:

/**

 * 定义实现部分的接口,可以与抽象部分接口的方法不一样

 */

public interface Implementor {

    /**

     * 示例方法,实现抽象部分需要的某些具体功能

     */

    public void operationImpl();

}

(2)再看看Abstraction接口的定义,注意一点,虽然说是接口定义,但其实是实现成为抽象类。示例代码如下:

/**

 * 定义抽象部分的接口

 */

public abstract class Abstraction {

    /**

     * 持有一个实现部分的对象

     */

    protected Implementor impl;

    /**

     * 构造方法,传入实现部分的对象

     * @param impl 实现部分的对象

     */

    public Abstraction(Implementor impl){

       this.impl = impl;

    }

    /**

     * 示例操作,实现一定的功能,可能需要转调实现部分的具体实现方法

     */

    public void operation() {

       impl.operationImpl();

    }

}

(3)该来看看具体的实现了,示例代码如下:

/**

 * 真正的具体实现对象

 */

public class ConcreteImplementorA implements Implementor {

    public void operationImpl() {

       //真正的实现

    }

}

另外一个实现,示例代码如下:

/**

 * 真正的具体实现对象

 */

public class ConcreteImplementorB implements Implementor {

    public void operationImpl() {

       //真正的实现

    }

}

(4)最后来看看扩展Abstraction接口的对象实现,示例代码如下:

/**

 * 扩充由Abstraction定义的接口功能

 */

public class RefinedAbstraction extends Abstraction {

    public RefinedAbstraction(Implementor impl) {

       super(impl);

    }

    /**

     * 示例操作,实现一定的功能

     */

    public void otherOperation(){

       //实现一定的功能,可能会使用具体实现部分的实现方法,

       //但是本方法更大的可能是使用Abstraction中定义的方法,

       //通过组合使用Abstraction中定义的方法来完成更多的功能

    }

}

24.2.4  使用桥接模式重写示例

       学习了桥接模式的基础知识过后,该来使用桥接模式重写前面的示例了。通过示例,来看看使用桥接模式来实现同样的功能,是否能解决“既能方便的实现功能,又能有很好的扩展性”的问题。

       要使用桥接模式来重新实现前面的示例,首要任务就是要把抽象部分和实现部分分离出来,分析要实现的功能,抽象部分就是各个消息的类型所对应的功能,而实现部分就是各种发送消息的方式。

其次要按照桥接模式的结构,给抽象部分和实现部分分别定义接口,然后分别实现它们就可以了。

1:从简单功能开始

       从相对简单的功能开始,先实现普通消息和加急消息的功能,发送方式先实现站内短消息和Email这两种。    

使用桥接模式来实现这些功能的程序结构如图24.7所示

 

图24.7  使用桥接模式来实现简单功能示例的程序结构示意图

       还是看看代码实现,会更清楚一些。

(1)先看看实现部分定义的接口,示例代码如下:

/**

 * 实现发送消息的统一接口

 */

public interface MessageImplementor {

    /**

     * 发送消息

     * @param message 要发送的消息内容

     * @param toUser 消息发送的目的人员

     */

    public void send(String message,String toUser);

}

(2)再看看抽象部分定义的接口,示例代码如下:

/**

 * 抽象的消息对象

 */

public abstract class AbstractMessage {

    /**

     * 持有一个实现部分的对象

     */

    protected MessageImplementor impl;

    /**

     * 构造方法,传入实现部分的对象

     * @param impl 实现部分的对象

     */

    public AbstractMessage(MessageImplementor impl){

       this.impl = impl;

    }

    /**

     * 发送消息,转调实现部分的方法

     * @param message 要发送的消息内容

     * @param toUser 消息发送的目的人员

     */

    public void sendMessage(String message,String toUser){

       this.impl.send(message, toUser);

    }  

}

(3)看看如何具体的实现发送消息,先看站内短消息的实现吧,示例代码如下:

/**

 * 以站内短消息的方式发送消息

 */

public  class MessageSMS implements MessageImplementor{

    public void send(String message, String toUser) {

       System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

}

       再看看Email方式的实现,示例代码如下:

/**

 * 以Email的方式发送消息

 */

public class MessageEmail implements MessageImplementor{

    public void send(String message, String toUser) {

       System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

}

(4)接下来该看看如何扩展抽象的消息接口了,先看普通消息的实现,示例代码如下:

public class CommonMessage extends AbstractMessage{

    public CommonMessage(MessageImplementor impl) {

        super(impl);

    }

    public void sendMessage(String message, String toUser) {

       //对于普通消息,什么都不干,直接调父类的方法,把消息发送出去就可以了

       super.sendMessage(message, toUser);

    }  

}

       再看看加急消息的实现,示例代码如下:

public class UrgencyMessage extends AbstractMessage{

    public UrgencyMessage(MessageImplementor impl) {

       super(impl);

    }

    public void sendMessage(String message, String toUser) {

       message = "加急:"+message;

       super.sendMessage(message, toUser);

    }

    /**

     * 扩展自己的新功能:监控某消息的处理过程

     * @param messageId 被监控的消息的编号

     * @return 包含监控到的数据对象,这里示意一下,所以用了Object

     */

    public Object watch(String messageId) {

       //获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回     

       return null;

    }  

}

2:添加功能

       看了上面的实现,发现使用桥接模式来实现也不是很困难啊,关键得看是否能解决前面提出的问题,那就来添加还未实现的功能看看,添加对特急消息的处理,同时添加一个使用手机发送消息的方式。该怎么实现呢?

       很简单,只需要在抽象部分再添加一个特急消息的类,扩展抽象消息就可以把特急消息的处理功能加入到系统中了;对于添加手机发送消息的方式也很简单,在实现部分新增加一个实现类,实现用手机发送消息的方式,也就可以了。

       这么简单?好像看起来完全没有了前面所提到的问题。的确如此,采用桥接模式来实现过后,抽象部分和实现部分分离开了,可以相互独立的变化,而不会相互影响。因此在抽象部分添加新的消息处理,对发送消息的实现部分是没有影响的;反过来增加发送消息的方式,对消息处理部分也是没有影响的。

(1)接着看看代码实现,先看看新的特急消息的处理类,示例代码如下:

public class SpecialUrgencyMessage extends AbstractMessage{

    public SpecialUrgencyMessage(MessageImplementor impl) {

       super(impl);

    }

    public void hurry(String messageId) {

       //执行催促的业务,发出催促的信息

    }

    public void sendMessage(String message, String toUser) {

       message = "特急:"+message;

       super.sendMessage(message, toUser);

       //还需要增加一条待催促的信息

    }

}

(2)再看看使用手机短消息的方式发送消息的实现,示例代码如下:

/**

 * 以手机短消息的方式发送消息

 */

public  class MessageMobile implements MessageImplementor{

    public void send(String message, String toUser) {

       System.out.println("使用手机短消息的方式,发送消息'"

+message+"'给"+toUser);

    }

}

3:测试一下功能

       看了上面的实现,可能会感觉得到,使用桥接模式来实现前面的示例过后,添加新的消息处理,或者是新的消息发送方式是如此简单,可是这样实现,好用吗?写个客户端来测试和体会一下,示例代码如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

       //创建具体的实现对象

       MessageImplementor impl = new MessageSMS();

       //创建一个普通消息对象

       AbstractMessage m = new CommonMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");    

       //创建一个紧急消息对象

       m = new UrgencyMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");    

       //创建一个特急消息对象

       m = new SpecialUrgencyMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");

      

       //把实现方式切换成手机短消息,然后再实现一遍

       impl = new MessageMobile();

       m = new CommonMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");

       m = new UrgencyMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");

       m = new SpecialUrgencyMessage(impl);

       m.sendMessage("请喝一杯茶", "小李");

    }

}

运行结果如下:

使用站内短消息的方式,发送消息'请喝一杯茶'给小李

使用站内短消息的方式,发送消息'加急:请喝一杯茶'给小李

使用站内短消息的方式,发送消息'特急:请喝一杯茶'给小李

使用手机短消息的方式,发送消息'请喝一杯茶'给小李

使用手机短消息的方式,发送消息'加急:请喝一杯茶'给小李

使用手机短消息的方式,发送消息'特急:请喝一杯茶'给小李

       前面三条是使用的站内短消息,后面三条是使用的手机短消息,正确的实现了预期的功能。看来前面的实现应该是正确的,能够完成功能,且能灵活扩展。

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