Java設計模式中的適配器模式詳解
一、概述
適配器模式（Adapter），是23種設計模式中的結構型模式之一；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計模式運行的關鍵。
- client：需要使用適配器的對象，不需要關心適配器內部的實現，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，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，是結合上面電腦的場景，寫的一個入門案例，分別是四個類：Client、Adaptee、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 {
/**
* 實現適配功能
* 以Mac的拓展塢為例，拓展更多的接口：usb、typc、網線插口...
*/
@Override
public void socket() {
typeC();
System.out.println("新增usb插口。。。");
System.out.println("新增網線插口。。。");
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;
}
/**
* 實現適配功能
* 以Mac的拓展塢為例，拓展更多的接口：usb、typc、網線插口...
*/
@Override
public void socket() {
adaptee.typeC();
System.out.println("新增usb插口。。。");
System.out.println("新增網線插口。。。");
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據進行統(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和數據類型兩個參數，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;
/**
* 預留字段：具體業(yè)務意義自行定義
*/
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 {
/**
* 源數據類管理器
*/
private final AdapteeManager adapteeManager;
@Override
public DataInfoVo queryData(Integer userId, String type) {
// 根據類型，得到唯一的源數據類
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，按照數據類型，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 {
/**
* 獲取數據
* @param userId
* @param type
* @return
*/
Object getData(Integer userId, String type);
/**
* 數據轉化為統(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據類，拿到外部返回的數據，最后將不同的數據轉化為統(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據類的方式，改成將源數據類加入map中暫存，最后通過前端傳輸的type字段來獲取源數據類，這也是對象適配器比較靈活的一種體現。
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
}
}
其中一個構造函數中，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，雖然看著是調用了Callable的call方法，實際內部是調用了Runnable的run方法，并且將傳入的返回數據返回給外部使用。
五、總結
適配器模式其實是一個比較好理解的設計模式，但是對于大多數初學者而言，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)務場景，你能在腦海中有大致的設計思路或者解決方案，那你就已經掌握精髓了。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，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 應用倉庫： https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
以上就是Java設計模式中的適配器模式詳解的詳細內容，更多關于Java 適配器模式的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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