Spring框架之适配器模式 (Adapter Pattern)

适配器模式（Adapter Pattern）详解

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它的主要作用是将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，使原本由于接口不兼容而无法一起工作的类可以协同工作。适配器模式通常被用来修复已有代码的兼容性问题，尤其是在重用现有类时避免大规模修改代码。

1. 适配器模式的定义

1.1 什么是适配器模式？

适配器模式将 不兼容的接口 进行适配，使得原本不兼容的类能够在一起工作。它就像生活中的电源适配器，可以让不同国家的电器设备在本国的电网环境下正常工作。

1.2 适配器模式的特点

转换接口：将一个类的接口转换为客户端所期望的另一个接口。
兼容性：解决接口不兼容的问题，让原本无法协作的类能够协同工作。
封装旧接口：适配器模式常用于将旧系统的接口封装起来，以便与新系统兼容。

2. 适配器模式的结构

适配器模式通常包含以下几个角色：

Target（目标接口）：
- 客户端期望使用的接口。
Adaptee（被适配者）：
- 需要适配的类，其接口与目标接口不兼容。
Adapter（适配器）：
- 将被适配者的接口转换为目标接口的一个包装类。
Client（客户端）：
- 使用目标接口的类。

类图

    +-------------+|   Target    |<--------------------++-------------+                     || + request() |                     |+-------------+                     |^                           ||                           |+--------------+          +----------------+|   Adapter    |--------->|   Adaptee      |+--------------+          +----------------+| + request()  |          | + specificRequest() |+--------------+          +----------------+

3. 适配器模式的分类

适配器模式有两种主要实现方式：

类适配器（Class Adapter）：
- 使用继承来实现适配器。适配器类继承自 Adaptee 和 Target。
- 由于 Java 只支持单继承，因此在 Java 中类适配器使用场景较少。
对象适配器（Object Adapter）：
- 使用组合来实现适配器。适配器类持有一个 Adaptee 对象的引用。
- 这种方式更加灵活，是推荐的实现方式。

4. 适配器模式的实现

为了更好地理解适配器模式，我们使用一个简单的示例来演示其工作原理。假设我们有一个 AudioPlayer 类，它只能播放 .mp3 文件，现在我们希望它也能播放 .mp4 和 .vlc 文件。

4.1 Java 示例代码：对象适配器

// 目标接口
interface MediaPlayer {void play(String audioType, String fileName);
}// 被适配者类（支持 VLC 播放）
class VlcPlayer {public void playVlc(String fileName) {System.out.println("播放 VLC 文件: " + fileName);}
}// 被适配者类（支持 MP4 播放）
class Mp4Player {public void playMp4(String fileName) {System.out.println("播放 MP4 文件: " + fileName);}
}// 适配器类
class MediaAdapter implements MediaPlayer {private VlcPlayer vlcPlayer;private Mp4Player mp4Player;public MediaAdapter(String audioType) {if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {vlcPlayer = new VlcPlayer();} else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {mp4Player = new Mp4Player();}}@Overridepublic void play(String audioType, String fileName) {if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc")) {vlcPlayer.playVlc(fileName);} else if (audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {mp4Player.playMp4(fileName);}}
}// 具体目标类
class AudioPlayer implements MediaPlayer {private MediaAdapter mediaAdapter;@Overridepublic void play(String audioType, String fileName) {if (audioType.equalsIgnoreCase("mp3")) {System.out.println("播放 MP3 文件: " + fileName);} else if (audioType.equalsIgnoreCase("vlc") || audioType.equalsIgnoreCase("mp4")) {mediaAdapter = new MediaAdapter(audioType);mediaAdapter.play(audioType, fileName);} else {System.out.println("不支持的文件格式: " + audioType);}}
}// 测试客户端
public class AdapterPatternDemo {public static void main(String[] args) {AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();audioPlayer.play("mp3", "歌曲.mp3");audioPlayer.play("mp4", "电影.mp4");audioPlayer.play("vlc", "动画.vlc");audioPlayer.play("avi", "短片.avi");}
}

输出结果：

播放 MP3 文件: 歌曲.mp3
播放 MP4 文件: 电影.mp4
播放 VLC 文件: 动画.vlc
不支持的文件格式: avi

5. 适配器模式的应用场景

适配器模式适合以下场景：

希望复用一些现有的类，但是类的接口不符合当前系统的需求。
想要封装一些旧系统的类，以便在新系统中使用。
使用第三方库，而其接口与项目中定义的接口不兼容。
希望创建一个可复用的类，使其能够与不相关或不可预见的类协同工作。

6. 适配器模式的优缺点

6.1 优点

提高类的复用性：通过适配器模式，现有类可以与其他类进行协作，而无需修改原始类的代码。
提高类的灵活性和扩展性：通过引入适配器类，可以在不修改现有代码的情况下增加新功能。
解耦目标类与被适配者类：适配器将目标类和被适配者类隔离开来，实现了解耦。

6.2 缺点

增加系统复杂度：引入适配器后，系统会增加额外的适配器类，导致复杂度增加。
不易理解：尤其是系统中存在大量适配器时，可能会导致代码难以理解和维护。
类适配器的实现受限于继承：在 Java 中，类适配器受限于单继承的特性，因此更推荐使用对象适配器。

7. 适配器模式的扩展

7.1 双向适配器

适配器模式可以实现双向适配，即适配器不仅能够将被适配者转化为目标接口，也能将目标接口转化为被适配者接口。

7.2 缺省适配器（Default Adapter）

适用于接口中有多个方法时，想要简化接口的实现。通常通过创建一个抽象类，该抽象类提供这些方法的默认实现，具体类只需重写需要的方法。

8. 适配器模式的实际应用

Java I/O 类库：
- Java 的 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 就是典型的适配器模式，用于在字节流和字符流之间进行适配。
数据库连接：
- JDBC 中的 DriverManager 使用适配器模式来适配不同的数据库驱动程序。
Spring 框架：
- Spring 的 HandlerAdapter 适配器用于将不同类型的请求处理器（如 Controller、HttpRequestHandler）适配成统一的处理方式。

9. 总结

适配器模式是一种非常有用的设计模式，尤其是在需要与现有系统集成时。通过适配器模式，可以有效地复用现有代码，同时保持系统的灵活性和扩展性。

优点：提高复用性、解耦、增加灵活性。
缺点：增加复杂度、不易理解。
适用场景：复用现有类、封装旧系统、使用第三方库。