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Java設(shè)計模式中的適配器模式詳解

 更新時間:2023年05月17日 09:29:15   作者:知了一笑  
適配器模式(Adapter),是Java23種設(shè)計模式中的結(jié)構(gòu)型模式之一,它可以將新的功能和原先的功能連接起來,使由于需求變動導(dǎo)致不能用的功能,重新利用起來,本文將詳細聊一聊Java適配器的運用場景和使用方法,感興趣的同學可以跟著小編一起來學習

一、概述

適配器模式(Adapter),是23種設(shè)計模式中的結(jié)構(gòu)型模式之一;它就像我們電腦上接口不夠時,需要用到的拓展塢,起到轉(zhuǎn)接的作用。它可以將新的功能和原先的功能連接起來,使由于需求變動導(dǎo)致不能用的功能,重新利用起來。

上圖的Mac上,只有兩個typec接口,當我們需要用到USB、網(wǎng)線、HDMI等接口時,這就不夠用了,所以我們需要一個拓展塢來增加電腦的接口

言歸正傳,下面來了解下適配器模式中的角色:請求者(client)、目標角色(Target)、源角色(Adaptee)、適配器角色(Adapter),這四個角色是保證這個設(shè)計模式運行的關(guān)鍵。

  • client:需要使用適配器的對象,不需要關(guān)心適配器內(nèi)部的實現(xiàn),只對接目標角色。
  • Target:目標角色,和client直接對接,定義了client需要用到的功能。
  • Adaptee:需要被進行適配的對象。
  • Adapter:適配器,負責將源對象轉(zhuǎn)化,給client做適配。

二、入門案例

適配器模式也分兩種:對象適配器、類適配器。其實兩種方式的區(qū)別在于,適配器類中的實現(xiàn),類適配器是通過繼承源對象的類,對象適配器是引用源對象的類。

當然兩種方式各有優(yōu)缺點,咱分別來說下;

類適配器:由于采用繼承模式,在適配器中可以重寫Adaptee原有的方法,使得適配器可以更加靈活;但是有局限性,Java是單繼承模式,所以適配器類只能繼承Adaptee,不能在額外繼承其他類,也導(dǎo)致Target類只能是接口。

對象適配器:這個模式規(guī)避了單繼承的劣勢,將Adaptee類用引用的方式傳遞給Adapter,這樣可以傳遞的是Adaptee對象本身及其子類對象,相比類適配器更加的開放;但是也正是因為這種開放性,導(dǎo)致需要自己重新定義Adaptee,增加額外的操作。

類適配器UML圖

對象適配器UML圖

下面,是結(jié)合上面電腦的場景,寫的一個入門案例,分別是四個類:ClientAdaptee、Adapter、Target,代表了適配器模式中的四種角色。

/**
 * @author
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/9 15:54
 * @description:源角色
 */
public class Adaptee {
    /**
     * 需要被適配的適配的功能
     * 以Mac筆記本的typec接口舉例
     */
    public void typeC() {
        System.out.println("我只是一個typeC接口");
    }
}
/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/9 15:57
 * @description:目標接口
 */
public interface Target {

    /**
     * 定義一個轉(zhuǎn)接功能的入口
     */
    void socket();
}
/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/9 16:00
 * @description:適配器
 */
public class Adapter extends Adaptee implements Target {

    /**
     * 實現(xiàn)適配功能
     * 以Mac的拓展塢為例,拓展更多的接口:usb、typc、網(wǎng)線插口...
     */
    @Override
    public void socket() {
        typeC();
        System.out.println("新增usb插口。。。");
        System.out.println("新增網(wǎng)線插口。。。");
        System.out.println("新增typec插口。。。");
    }
}
/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/9 15:52
 * @description:請求者
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Target target = new Adapter();
        target.socket();
    }
}

這個案例比較簡單,僅僅是一個入門的demo,也是類適配器模式的案例,采用繼承模式。在對象適配器模式中,區(qū)別就是Adapter這個適配器類,采用的是組合模式,下面是對象適配器模式中Adapter的代碼;

/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/9 16:00
 * @description:適配器
 */
public class Adapter implements Target {

    private Adaptee adaptee;

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    /**
     * 實現(xiàn)適配功能
     * 以Mac的拓展塢為例,拓展更多的接口:usb、typc、網(wǎng)線插口...
     */
    @Override
    public void socket() {
        adaptee.typeC();
        System.out.println("新增usb插口。。。");
        System.out.println("新增網(wǎng)線插口。。。");
        System.out.println("新增typec插口。。。");
    }
}

三、運用場景

其實適配器模式為何會存在,全靠“爛代碼”的襯托。在初期的設(shè)計上,一代目沒有考慮到后期的兼容性問題,只顧自己一時爽,那后期接手的人就會感覺到頭疼,就會有“還不如重寫這段代碼的想法”。但是這部分代碼往往都是經(jīng)過N代人的充分測試,穩(wěn)定性比較高,一時半會還不能對它下手。這時候我們的適配器模式就孕育而生,可以在不動用老代碼的前提下,實現(xiàn)新邏輯,并且能做二次封裝。這種場景,我在之前的系統(tǒng)重構(gòu)中深有體會,不說了,都是淚。

當然還存在一種情況,可以對不同的外部數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一輸出。例如,寫一個獲取一些信息的接口,你對前端暴露的都是統(tǒng)一的返回字段,但是需要調(diào)用不同的外部api獲取不同的信息,不同的api返回給你的字段都是不同的,比如企業(yè)工商信息、用戶賬戶信息、用戶津貼信息等等。下面我對這種場景具體分析下;

首先,我定義一個接口,接收用戶id和數(shù)據(jù)類型兩個參數(shù),定義統(tǒng)一的輸出字段。

/**
 * @author
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 11:03
 * @description
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
@RequiredArgsConstructor
public class UserInfoController {

    private final UserInfoTargetService userInfoTargetService;

    @PostMapping("/info")
    public Result<DataInfoVo> queryInfo(@RequestParam Integer userId, @RequestParam String type) {
        return Result.success(userInfoTargetService.queryData(userId, type));
    }
}

定義統(tǒng)一的輸出的類DataInfoVo,這里定義的字段需要暴露給前端,具體業(yè)務(wù)意義跟前端商定。

/**
 * @author
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 14:40
 * @description
 */
@Data
public class DataInfoVo {
    /**
     * 名稱
     */
    private String name;
    /**
     * 類型
     */
    private String type;
    /**
     * 預(yù)留字段:具體業(yè)務(wù)意義自行定義
     */
    private Object extInfo;
}

然后,定義Target接口(篇幅原因,這里不做展示),Adapter適配器類,這里采用的是對象適配器,由于單繼承的限制,對象適配器也是最常用的適配器模式。

/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:09
 * @description
 */
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserInfoAdapter implements UserInfoTargetService {
    /**
     * 源數(shù)據(jù)類管理器
     */
    private final AdapteeManager adapteeManager;

    @Override
    public DataInfoVo queryData(Integer userId, String type) {
        // 根據(jù)類型,得到唯一的源數(shù)據(jù)類
        UserBaseAdaptee adaptee = adapteeManager.getAdaptee(type);
        if (Objects.nonNull(adaptee)) {
            Object data = adaptee.getData(userId, type);
            return adaptee.convert(data);
        }
        return null;
    }
}

這里定義了一個AdapteeManager類,表示管理Adaptee類,內(nèi)部維護一個map,用于存儲真實Adaptee類。

/**
 * @author 往事如風
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:37
 * @description
 */
public class AdapteeManager {

    private Map<String, UserBaseAdaptee> baseAdapteeMap;

    public void setBaseAdapteeMap(List<UserBaseAdaptee> adaptees) {
        baseAdapteeMap = adaptees.stream()
                .collect(Collectors.toMap(handler -> AnnotationUtils.findAnnotation(handler.getClass(), Adapter.class).type(), v -> v, (v1, v2) -> v1));
    }

    public UserBaseAdaptee getAdaptee(String type) {
        return baseAdapteeMap.get(type);
    }
}

最后,按照數(shù)據(jù)類型,定義了三個Adaptee類:AllowanceServiceAdaptee(津貼)、BusinessServiceAdaptee(企業(yè)工商)、UserAccountServiceAdaptee(用戶賬戶)。

/**
 * @author
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:00
 * @description
 */
@Adapter(type = "JT")
public class AllowanceServiceAdaptee implements UserBaseAdaptee {

    @Override
    public Object getData(Integer userId, String type) {
        // 模擬調(diào)用外部api,查詢津貼信息
        AllowanceVo allowanceVo = new AllowanceVo();
        allowanceVo.setAllowanceType("管理津貼");
        allowanceVo.setAllowanceAccount("xwqeretry2345676");
        allowanceVo.setAmount(new BigDecimal(20000));
        return allowanceVo;
    }

    @Override
    public DataInfoVo convert(Object data) {
        AllowanceVo preConvert = (AllowanceVo) data;
        DataInfoVo dataInfoVo = new DataInfoVo();
        dataInfoVo.setName(preConvert.getAllowanceAccount());
        dataInfoVo.setType(preConvert.getAllowanceType());
        dataInfoVo.setExtInfo(preConvert.getAmount());
        return dataInfoVo;
    }
}
/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:00
 * @description
 */
@Adapter(type = "QY")
public class BusinessServiceAdaptee implements UserBaseAdaptee {

    @Override
    public Object getData(Integer userId, String type) {
        // 模擬調(diào)用外部api,查詢企業(yè)工商信息
        BusinessVo businessVo = new BusinessVo();
        businessVo.setBusName("xxx科技有限公司");
        businessVo.setBusCode("q24243Je54sdfd99");
        businessVo.setBusType("中大型企業(yè)");
        return businessVo;
    }

    @Override
    public DataInfoVo convert(Object data) {
        BusinessVo preConvert = (BusinessVo) data;
        DataInfoVo dataInfoVo = new DataInfoVo();
        dataInfoVo.setName(preConvert.getBusName());
        dataInfoVo.setType(preConvert.getBusType());
        dataInfoVo.setExtInfo(preConvert.getBusCode());
        return dataInfoVo;
    }
}
/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:00
 * @description
 */
@Adapter(type = "YH")
public class UserAccountServiceAdaptee implements UserBaseAdaptee {

    @Override
    public Object getData(Integer userId, String type) {
        // 模擬調(diào)用外部api,查詢企業(yè)工商信息
        UserAccountVo userAccountVo = new UserAccountVo();
        userAccountVo.setAccountNo("afsdfd1243567");
        userAccountVo.setAccountType("銀行卡");
        userAccountVo.setName("中國農(nóng)業(yè)銀行");
        return userAccountVo;
    }

    @Override
    public DataInfoVo convert(Object data) {
        UserAccountVo preConvert = (UserAccountVo) data;
        DataInfoVo dataInfoVo = new DataInfoVo();
        dataInfoVo.setName(preConvert.getName());
        dataInfoVo.setType(preConvert.getAccountType());
        dataInfoVo.setExtInfo(preConvert.getAccountNo());
        return dataInfoVo;
    }
}

這三個類都實現(xiàn)一個接口UserBaseAdaptee,該接口定義了統(tǒng)一的規(guī)范

/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @date 2023/5/10 15:03
 * @description
 */

public interface UserBaseAdaptee {
    /**
     * 獲取數(shù)據(jù)
     * @param userId
     * @param type
     * @return
     */
    Object getData(Integer userId, String type);

    /**
     * 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的實體
     * @param data
     * @return
     */
    DataInfoVo convert(Object data);
}

這些類中,其實重點看下UserInfoAdapter適配器類,這里做的操作是通過源數(shù)據(jù)類,拿到外部返回的數(shù)據(jù),最后將不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的字段,返回出去。

這里我沒有按照固定的模式,稍加了改變。將適配器類中引用源數(shù)據(jù)類的方式,改成將源數(shù)據(jù)類加入map中暫存,最后通過前端傳輸?shù)膖ype字段來獲取源數(shù)據(jù)類,這也是對象適配器比較靈活的一種體現(xiàn)。

四、源碼中的運用

在JDK的源碼中,JUC下有個類FutureTask,其中它的一段構(gòu)造方法如下:

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }
    
	public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }
}

其中一個構(gòu)造函數(shù)中,callable是通過Executors類的方法進行適配的,通過一個RunnableAdapter的適配器類,進行包裝并返回

public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
        if (task == null)
            throw new NullPointerException();
        return new RunnableAdapter<T>(task, result);
    }
static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
        final Runnable task;
        final T result;
        RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
        }
        public T call() {
            task.run();
            return result;
        }
    }

這樣的話,無論傳入Runnable還是Callable都可以適配任務(wù),雖然看著是調(diào)用了Callable的call方法,實際內(nèi)部是調(diào)用了Runnable的run方法,并且將傳入的返回數(shù)據(jù)返回給外部使用。

五、總結(jié)

適配器模式其實是一個比較好理解的設(shè)計模式,但是對于大多數(shù)初學者而言,就會很容易看一遍之后立馬忘,這是缺少實際運用造成的。其實編程主要考察的還是我們的一種思維模式,就像這個適配器模式,理解它的運用場景最重要。如果給你一個業(yè)務(wù)場景,你能在腦海中有大致的設(shè)計思路或者解決方案,那你就已經(jīng)掌握精髓了。至于具體的落地,有些細節(jié)忘記也是在所難免,翻翻資料就會立馬回到腦海中。

最后,每次遇到問題,用心總結(jié),你會離成功更近一步。

六、參考源碼

編程文檔:
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

應(yīng)用倉庫:
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

以上就是Java設(shè)計模式中的適配器模式詳解的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于Java 適配器模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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