设计模式（五）-桥接模式

什么是桥接模式

桥接模式是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分与它的实现分离，使得它们可以独立的变化。

从它的定义上来看完全看懂不懂是什么意思，对于定义你也不要去深究了我们直接看例子。

场景

现在你需要做一个数据导出的工作，按照需求你需要从数据库中或者Redis中将数据导出到Excel或者文本中，对于这个需求你的设计如下：

在这个设计中我们抽象了一个Exporter接口，根据数据源的不同我们接着抽象出RedisExporter和DbExporter两个抽象类，再根据导出的数据格式不同抽象出4个具体的实现类。这么设计暂时问题不大，但是如果此时我们新增加一种导出格式，此时我们需要对于每种数据源新增对应的子类。如果新增一种数据源，同样我们需要对每一种导出格式新增对应的子类。而随着新的数据源或者导出格式的新增，我们的子类将呈现爆炸式增加，这样看来这个设计并不是一个很好的设计。

而我们这里要说的桥接模式，它就是用来解决这个问题的。它的核心就是将抽象部分和实现分离，使得它们之间可以独立变化。

角色

在桥接模式中一般存在以下四种对象：

抽象类
扩充抽象类
实现类接口
具体实现类

下面我们一个个来解释。

抽象类

用于定义抽象类的接口，它一般是抽象类而非接口，其中定义了一个实现类接口，它们之间存在关联关系。在我们的示例中，它定义了导出数据的方法，但是并未实现导出的具体逻辑。在我们的示例中代码如下：

public interface Exporter {
    /**
     * 数据导出
     */
    void export();
}

public abstract class AbstractExporter implements Exporter{
    protected FileWriter fileWriter;
    protected AbstractExporter(FileWriter fileWriter) {
        this.fileWriter = fileWriter;
    }   
}

扩充抽象类

该类一般是抽象类的子类，且该类通常是具体的类。它实现了抽象类中具体的业务方法，即导出数据。在该类中调用实现类接口完成具体业务。

public class DbExporter extends AbstractExporter{

    protected DbExporter(FileWriter fileWriter) {
        super(fileWriter);
    }

    @Override
    public void export() {
        System.out.println("从数据库中获取数据");
        fileWriter.write();
    }
}

public class RedisExporter extends AbstractExporter{

    protected RedisExporter(FileWriter fileWriter) {
        super(fileWriter);
    }

    @Override
    public void export() {
        System.out.println("从Redis中获取数据");
        fileWriter.write();
    }
}

实现类接口

该类定义实现类的接口，这个接口就是抽象类中保留的成员变量。

public interface FileWriter {
    /**
     * 写出数据
     */
    void write();
}

具体实现类

该类即实现类接口的实现，根据实际情况实现即可。

public class ExcelWriter implements FileWriter {
    @Override
    public void write() {
        System.out.println("数据写出到Excel");
    }
}

public class TextWriter implements FileWriter{
    @Override
    public void write() {
        System.out.println("数据写出到文本");
    }
}

客户端调用

上面已经介绍了主要的对象已经实现代码，那么客户端是如何调用的呢？

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        FileWriter fileWriter = new ExcelWriter();
        Exporter exporter = new RedisExporter(fileWriter);
        exporter.export();
    }
}

运行代码结果如下：

从Redis中获取数据
数据写出到Excel

修改导出方式

上面的示例中我们是从Redis中读取数据然后写到Excel中，如果我们想要导出到文本中，我们的做法也很简单，修改如下：

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        //FileWriter fileWriter = new ExcelWriter();
        FileWriter fileWriter = new TextWriter();
        Exporter exporter = new RedisExporter(fileWriter);
        exporter.export();
    }
}

新增导出格式

如果此刻我们想增加Json导出该如何处理呢？其实很简单，我们只用实现一个Json导出的FileWriter，在客户端将FileWriter改成JsonWriter即可。

public class JsonWriter implements FileWriter{
    @Override
    public void write() {
        System.out.println("数据写出成Json文件");
    }
}

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        //FileWriter fileWriter = new ExcelWriter();
        //FileWriter fileWriter = new TextWriter();
        FileWriter fileWriter = new JsonWriter();
        Exporter exporter = new RedisExporter(fileWriter);
        exporter.export();
    }
}

新增数据源

导出格式新增很简单，如果数据源新增该如何修改呢？其实同样很简单，如果我们新增从MongoDB中导出数据，代码如下：

public class MongoDBExporter extends AbstractExporter{

    protected MongoDBExporter(FileWriter fileWriter) {
        super(fileWriter);
    }

    @Override
    public void export() {
        System.out.println("从MongoDB中获取数据");
        fileWriter.write();
    }
}

那么客户端修改如下：

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        //FileWriter fileWriter = new ExcelWriter();
        //FileWriter fileWriter = new TextWriter();
        FileWriter fileWriter = new JsonWriter();
        //Exporter exporter = new RedisExporter(fileWriter);
        Exporter exporter = new MongoDBExporter(fileWriter);
        exporter.export();
    }
}

总结

通过上面示例我想你大概已经清楚了什么是桥接模式，它的优点如下：

分离了抽象接口以及其实现部分。该接口解耦了抽象和实现之间的固有关系，使得抽象和实现可以沿用各自维度的变化。
在大多数情况下桥接模式可以取代多层继承方案。多层继承关系存在的一个致命缺点就是违背了单一职责，在复用性方面特别不理想，从而造成子类过多。而桥接模式正好可以解决这方面的问题。
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，都能做到不修改原有代码，符合开闭原则。

以上都是桥接模式的优点，但是它也存在下面的缺点：