认真学习设计模式之桥接模式(Bridge Pattern)

【1】概述

桥接模式(Bridge 模式)是一种结构型设计模式，是指将实现与抽象放在两个不同的类层次中，使两个层次可以独立改变。

Bridge 模式基于类的最小设计原则，通过使用封装、聚合及继承等行为让不同的类承担不同的职责。它的主要特点是把抽象(Abstraction)与行为实现(Implementation)分离开来，从而可以保持各部分的独立性以及应对他们的功能扩展。

UML类图

抽象类(Abstraction) :维护了Implementor及它的实现类ConcreteImplementorA…, 二者是聚合关系, Abstraction充当桥接类。

ConcreteAbstraction : 是Abstraction 抽象类的子类。

Implementor : 行为实现类的接口，ConcreteImplementorA /B ：行为的具体实现类。

这里的抽象类和接口是聚合的关系，其实也就是调用和被调用关系。

【2】应用案例

现在对不同手机类型的不同品牌实现操作编程(比如:开机、关机、上网，打电话等)，如图:

① 传统方式

传统方式会如何解决呢？为每个具体的实现定义一个类，如下图所示：

传统方式问题分析

扩展性问题(类爆炸)，如果我们再增加手机的样式(旋转式)，就需要增加各个品牌手机的类，同样如果我们增加一个手机品牌，也要在各个手机样式类下增加。会导致类无限爆炸增长。

违反了单一职责原则(Single Responsibility Principle)，当我们增加手机样式时，要同时增加所有品牌的手机，这样增加了代码维护成本。

解决方案-使用桥接模式，将样式与行为抽离分隔。

② 桥接模式

① 定义品牌接口

//接口
public interface Brand {
	void open();
	void close();
	void call();
}

定义其实现类如Vivo与XiaoMi：

public class Vivo implements Brand {
	@Override
	public void open() {
		System.out.println(" Vivo手机开机 ");
	}
	@Override
	public void close() {
		System.out.println(" Vivo手机关机 ");
	}
	@Override
	public void call() {
		System.out.println(" Vivo手机打电话 ");
	}
}

public class XiaoMi implements Brand {
	@Override
	public void open() {
		System.out.println(" 小米手机开机 ");
	}

	@Override
	public void close() {
		System.out.println(" 小米手机关机 ");
	}

	@Override
	public void call() {
		System.out.println(" 小米手机打电话 ");
	}
}

② 定义桥接者抽象类Phone

该抽象类拥有Brand 实例，定义方法的时候将Brand的行为组合进去。

public abstract class Phone {
	
	//组合品牌
	private Brand brand;
	//构造器
	public Phone(Brand brand) {
		super();
		this.brand = brand;
	}
	protected void open() {
		this.brand.open();
	}
	protected void close() {
		brand.close();
	}
	protected void call() {
		brand.call();
	}
}

其具体子类如下：

//折叠式手机类，继承 抽象类 Phone
public class FoldedPhone extends Phone {

	//构造器
	public FoldedPhone(Brand brand) {
		super(brand);
	}
	
	public void open() {
		super.open();
		System.out.println(" 折叠样式手机 ");
	}
	
	public void close() {
		super.close();
		System.out.println(" 折叠样式手机 ");
	}
	
	public void call() {
		super.call();
		System.out.println(" 折叠样式手机 ");
	}
}
//滑盖手机
public class UpRightPhone extends Phone {
			//构造器
		public UpRightPhone(Brand brand) {
			super(brand);
		}
		
		public void open() {
			super.open();
			System.out.println(" 直立样式手机 ");
		}
		
		public void close() {
			super.close();
			System.out.println(" 直立样式手机 ");
		}
		
		public void call() {
			super.call();
			System.out.println(" 直立样式手机 ");
		}
}

③ 客户端测试

如下所示，我们可以使用不同Brand实例作为Phone 子类的构造入参定义不同的品牌+行为。当我们新增一个品牌的时候，如HuaWei，只需要让HuaWei实现Brand接口即可。当我们新增一种样式的时候，如Rotate(旋转式)也只需要让Rotate继承Phone即可。

public class Client {

	public static void main(String[] args) {		
		//获取折叠式手机 (样式 + 品牌 )		
		Phone phone1 = new FoldedPhone(new XiaoMi());
		
		phone1.open();
		phone1.call();
		phone1.close();
		
		System.out.println("=======================");
		
		Phone phone2 = new FoldedPhone(new Vivo());
		
		phone2.open();
		phone2.call();
		phone2.close();
		
		System.out.println("==============");
		
		UpRightPhone phone3 = new UpRightPhone(new XiaoMi());
		
		phone3.open();
		phone3.call();
		phone3.close();
		
		System.out.println("==============");
		
		UpRightPhone phone4 = new UpRightPhone(new Vivo());
		
		phone4.open();
		phone4.call();
		phone4.close();
	}
}

我们回顾一下UML类图

【3】桥接模式在JDBC 的源码剖析

Jdbc 的Driver 接口，如果从桥接模式来看，Driver 就是一个接口，下面可以有MySQL 的Driver，Oracle 的Driver，这些就可以当做实现接口类。

【4】 桥接模式的注意事项和细节

① 实现了抽象和实现部分的分离，从而极大的提供了系统的灵活性，让抽象部分和实现部分独立开来，这有助于系统进行分层设计，从而产生更好的结构化系统。

② 对于系统的高层部分，只需要知道抽象部分和实现部分的接口就可以了，其它的部分由具体业务来完成。

③ 桥接模式替代多层继承方案，可以减少子类的个数，降低系统的管理和维护成本。

④ 桥接模式的引入增加了系统的理解和设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计和编程。

⑤ 桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度(抽象、和实现)，因此其使用范围有一定的局限性，即需要有这样的应用场景。

对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。

常见的应用场景:

• JDBC 驱动程序
• 银行转账系统
  • 转账分类: 网上转账，柜台转账，AMT 转账
  • 转账用户类型：普通用户，银卡用户，金卡用户…
• 消息管理
  • 消息类型：即时消息，延时消息
  • 消息分类：手机短信，邮件消息，QQ 消息…