Java设计模式中的适配器模式详解
作者：知了一笑
一、概述
适配器模式（Adapter），是23种设计模式中的结构型模式之一；它就像我们电脑上接口不够时，需要用到的拓展坞，起到转接的作用。它可以将新的功能和原先的功能连接起来，使由于需求变动导致不能用的功能，重新利用起来。
上图的Mac上，只有两个typec接口，当我们需要用到USB、网线、HDMI等接口时，这就不够用了，所以我们需要一个拓展坞来增加电脑的接口
言归正传，下面来了解下适配器模式中的角色：请求者（client）、目标角色（Target）、源角色（Adaptee）、适配器角色（Adapter），这四个角色是保证这个设计模式运行的关键。
- client：需要使用适配器的对象，不需要关心适配器内部的实现，只对接目标角色。
- Target：目标角色，和client直接对接，定义了client需要用到的功能。
- Adaptee：需要被进行适配的对象。
- Adapter：适配器，负责将源对象转化，给client做适配。
二、入门案例
适配器模式也分两种：对象适配器、类适配器。其实两种方式的区别在于，适配器类中的实现，类适配器是通过继承源对象的类，对象适配器是引用源对象的类。
当然两种方式各有优缺点，咱分别来说下；
类适配器：由于采用继承模式，在适配器中可以重写Adaptee原有的方法，使得适配器可以更加灵活；但是有局限性，Java是单继承模式，所以适配器类只能继承Adaptee，不能在额外继承其他类，也导致Target类只能是接口。
对象适配器：这个模式规避了单继承的劣势，将Adaptee类用引用的方式传递给Adapter，这样可以传递的是Adaptee对象本身及其子类对象，相比类适配器更加的开放；但是也正是因为这种开放性，导致需要自己重新定义Adaptee，增加额外的操作。
类适配器UML图
对象适配器UML图
下面，是结合上面电脑的场景，写的一个入门案例，分别是四个类：Client、Adaptee、Adapter、Target，代表了适配器模式中的四种角色。
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/9 15:54
* @description：源角色
*/
public class Adaptee {
/**
* 需要被适配的适配的功能
* 以Mac笔记本的typec接口举例
*/
public void typeC() {
System.out.println("我只是一个typeC接口");
}
}
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/9 15:57
* @description：目标接口
*/
public interface Target {
/**
* 定义一个转接功能的入口
*/
void socket();
}
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/9 16:00
* @description：适配器
*/
public class Adapter extends Adaptee implements Target {
/**
* 实现适配功能
* 以Mac的拓展坞为例，拓展更多的接口：usb、typc、网线插口...
*/
@Override
public void socket() {
typeC();
System.out.println("新增usb插口。。。");
System.out.println("新增网线插口。。。");
System.out.println("新增typec插口。。。");
}
}
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/9 15:52
* @description：请求者
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Target target = new Adapter();
target.socket();
}
}
这个案例比较简单，仅仅是一个入门的demo，也是类适配器模式的案例，采用继承模式。在对象适配器模式中，区别就是Adapter这个适配器类，采用的是组合模式，下面是对象适配器模式中Adapter的代码；
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/9 16:00
* @description：适配器
*/
public class Adapter implements Target {
private Adaptee adaptee;
public Adapter(Adaptee adaptee) {
this.adaptee = adaptee;
}
/**
* 实现适配功能
* 以Mac的拓展坞为例，拓展更多的接口：usb、typc、网线插口...
*/
@Override
public void socket() {
adaptee.typeC();
System.out.println("新增usb插口。。。");
System.out.println("新增网线插口。。。");
System.out.println("新增typec插口。。。");
}
}
三、运用场景
其实适配器模式为何会存在，全靠“烂代码”的衬托。在初期的设计上，一代目没有考虑到后期的兼容性问题，只顾自己一时爽，那后期接手的人就会感觉到头疼，就会有“还不如重写这段代码的想法”。但是这部分代码往往都是经过N代人的充分测试，稳定性比较高，一时半会还不能对它下手。这时候我们的适配器模式就孕育而生，可以在不动用老代码的前提下，实现新逻辑，并且能做二次封装。这种场景，我在之前的系统重构中深有体会，不说了，都是泪。
当然还存在一种情况，可以对不同的外部数据进行统一输出。例如，写一个获取一些信息的接口，你对前端暴露的都是统一的返回字段，但是需要调用不同的外部api获取不同的信息，不同的api返回给你的字段都是不同的，比如企业工商信息、用户账户信息、用户津贴信息等等。下面我对这种场景具体分析下；
首先，我定义一个接口，接收用户id和数据类型两个参数，定义统一的输出字段。
/**
* @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));
}
}
定义统一的输出的类DataInfoVo，这里定义的字段需要暴露给前端，具体业务意义跟前端商定。
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/10 14:40
* @description
*/
@Data
public class DataInfoVo {
/**
* 名称
*/
private String name;
/**
* 类型
*/
private String type;
/**
* 预留字段：具体业务意义自行定义
*/
private Object extInfo;
}
然后，定义Target接口（篇幅原因，这里不做展示），Adapter适配器类，这里采用的是对象适配器，由于单继承的限制，对象适配器也是最常用的适配器模式。
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/10 15:09
* @description
*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserInfoAdapter implements UserInfoTargetService {
/**
* 源数据类管理器
*/
private final AdapteeManager adapteeManager;
@Override
public DataInfoVo queryData(Integer userId, String type) {
// 根据类型，得到唯一的源数据类
UserBaseAdaptee adaptee = adapteeManager.getAdaptee(type);
if (Objects.nonNull(adaptee)) {
Object data = adaptee.getData(userId, type);
return adaptee.convert(data);
}
return null;
}
}
这里定义了一个AdapteeManager类，表示管理Adaptee类，内部维护一个map，用于存储真实Adaptee类。
/**
* @author 往事如风
* @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，按照数据类型，定义了三个Adaptee类：AllowanceServiceAdaptee（津贴）、BusinessServiceAdaptee（企业工商）、UserAccountServiceAdaptee（用户账户）。
/**
* @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) {
// 模拟调用外部api，查询津贴信息
AllowanceVo allowanceVo = new AllowanceVo();
allowanceVo.setAllowanceType("管理津贴");
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) {
// 模拟调用外部api，查询企业工商信息
BusinessVo businessVo = new BusinessVo();
businessVo.setBusName("xxx科技有限公司");
businessVo.setBusCode("q24243Je54sdfd99");
businessVo.setBusType("中大型企业");
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) {
// 模拟调用外部api，查询企业工商信息
UserAccountVo userAccountVo = new UserAccountVo();
userAccountVo.setAccountNo("afsdfd1243567");
userAccountVo.setAccountType("银行卡");
userAccountVo.setName("中国农业银行");
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;
}
}
这三个类都实现一个接口UserBaseAdaptee，该接口定义了统一的规范
/**
* @author
* @version 1.0
* @date 2023/5/10 15:03
* @description
*/
public interface UserBaseAdaptee {
/**
* 获取数据
* @param userId
* @param type
* @return
*/
Object getData(Integer userId, String type);
/**
* 数据转化为统一的实体
* @param data
* @return
*/
DataInfoVo convert(Object data);
}
这些类中，其实重点看下UserInfoAdapter适配器类，这里做的操作是通过源数据类，拿到外部返回的数据，最后将不同的数据转化为统一的字段，返回出去。
这里我没有按照固定的模式，稍加了改变。将适配器类中引用源数据类的方式，改成将源数据类加入map中暂存，最后通过前端传输的type字段来获取源数据类，这也是对象适配器比较灵活的一种体现。
四、源码中的运用
在JDK的源码中，JUC下有个类FutureTask，其中它的一段构造方法如下：
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
}
}
其中一个构造函数中，callable是通过Executors类的方法进行适配的，通过一个RunnableAdapter的适配器类，进行包装并返回
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;
}
}
这样的话，无论传入Runnable还是Callable都可以适配任务，虽然看着是调用了Callable的call方法，实际内部是调用了Runnable的run方法，并且将传入的返回数据返回给外部使用。
五、总结
适配器模式其实是一个比较好理解的设计模式，但是对于大多数初学者而言，就会很容易看一遍之后立马忘，这是缺少实际运用造成的。其实编程主要考察的还是我们的一种思维模式，就像这个适配器模式，理解它的运用场景最重要。如果给你一个业务场景，你能在脑海中有大致的设计思路或者解决方案，那你就已经掌握精髓了。至于具体的落地，有些细节忘记也是在所难免，翻翻资料就会立马回到脑海中。
最后，每次遇到问题，用心总结，你会离成功更近一步。
六、参考源码
编程文档： https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note 应用仓库： https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
以上就是Java设计模式中的适配器模式详解的详细内容，更多关于Java 适配器模式的资料请关注脚本之家其它相关文章！