概述
适配器设计模式知识概括
- 适配器模式基本介绍
- 类适配器模式
- 对象适配器模式
- 接口适配器模式
- SpringMVC 源码
- 适配器模式的注意事项
适配器模式基本介绍
现实生活中的适配器例子:
- 泰国旅游使用插座问题:泰国插座用的是两孔的(欧标) ,可以买个多功能转换插头 (适配器) ,这样就可以使用了
适配器模式基本介绍:
- 适配器模式(AdapterPattern)将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示,主的目的是兼容性,让原本因接口不匹配不能一起工作的两个类可以协同工作。
- 适配器的别名为包装器(Wrapper),适配器模式属于结构型模式
- 主要分为三类:类适配器模式、对象适配器模式、接口适配器模式
适配器模式工作原理:
- 适配器模式:将一个类的接口转换成另一种接口,让原本接口不兼容的类可以兼容
- 从用户的角度看不到被适配者,用户与被适配者是解耦的
- 用户调用适配器转化出来的目标接口方法, 适配器再调用被适配者的相关接口方法
- 用户收到反馈结果,感觉只是和目标接口交互, 如图
类适配器模式
类适配器模式介绍:
- 基本介绍: 核心模块是 Adapter 类,Adapter 类,通过继承 src 类(被适配者),实现 dst 类接口(目标类),完成src --> dst 的适配
类适配器模式应用实例:
- 应用实例说明:以生活中充电器的例子来讲解适配器,充电器本身相当于Adapter, 220V交流电相当于src (即被适配者), 我们的dst(即目标)是5V直流电
- 类图:
- 代码实现:
Voltage220V:src类,输出 220V 的电压
//被适配的类
public class Voltage220V {
// 输出220V的电压
public int output220V() {
int src = 220;
return src;
}
}
IVoltage5V:适配器接口(dst 接口),规定适配器的规范
//适配接口
public interface IVoltage5V {
public int output5V();
}
VoltageAdapter:适配器,继承了 Voltage220V 并实现了 IVoltage5V 接口
//适配器类
public class VoltageAdapter extends Voltage220V implements IVoltage5V {
@Override
public int output5V() {
int srcV = output220V(); // 获取到220V电压
int dstV = srcV / 44; // 降压转成 5v
return dstV;
}
}
Phone:使用 5V 适配器进行充电
public class Phone {
// 充电
public void charging(IVoltage5V iVoltage5V) {
if (iVoltage5V.output5V() == 5) {
System.out.println("电压为5V, 可以充电~~");
} else if (iVoltage5V.output5V() > 5) {
System.out.println("电压大于5V, 不能充电~~");
}
}
}
Client:客户端,进行代码测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(" === 类适配器模式 ====");
Phone phone = new Phone();
phone.charging(new VoltageAdapter());
}
}
总结:
- Voltage220V 只能输出 220V 的电压,我们定义一个抽象的适配器规范:IVoltage5V 接口,该接口里面有一个抽象方法 public int output5V();,适配器 VoltageAdapter 继承 Voltage220V 并实现 IVoltage5V 接口,可以将 220V 的电压转为 5V 电压
类适配器模式注意事项和细节:
-
缺点:
①Java是单继承机制,所以类适配器需要继承src类这一点算是一个缺点,因为Adapter已经继承了src类,这要求dst必须是接口,有一定局限性
②src类的方法在Adapter中都会暴露出来,也增加了使用的成本,因为src类中的方法可能很多 -
优点:
①由于其继承了src类,所以它可以根据需求重写src类的方法,使得Adapter的灵活性增强了
对象适配器模式
对象适配器模式介绍:
- 基本思路和类的适配器模式相同,只是将Adapter类作修改,不是继承src类,而是持有src类的实例,以解决兼容性的问题。
- 对象适配器模式的核心思想:适配器持有src类,实现dst类接口,完成src --> dst的适配
- 根据“合成复用原则”,在系统中尽量使用关联关系(聚合、组合)来替代继承关系。
- 对象适配器模式是适配器模式常用的一种
对象适配器模式应用实例:
- 应用实例说明:以生活中充电器的例子来讲解适配器,充电器本身相当于Adapter, 220V交流电相当于src (即被适配者), 我们的dst(即目标)是5V直流电, 使用对象适配器模式完成
- 类图:
- 代码实现:
Voltage220V:src类,输出 220V 的电压,与类适配器中的代码一样
IVoltage5V:适配器接口(dst 接口),规定适配器的规范,与类适配器中的代码一样
VoltageAdapter:适配器,VoltageAdapter 中聚合了一个 Voltage220V 类的对象,并实现了 IVoltage5V 接口
//适配器类
public class VoltageAdapter implements IVoltage5V {
private Voltage220V voltage220V; // 关联关系-聚合
// 通过构造器,传入一个 Voltage220V 实例
public VoltageAdapter(Voltage220V voltage220v) {
this.voltage220V = voltage220v;
}
@Override
public int output5V() {
int dst = 0;
if (null != voltage220V) {
int src = voltage220V.output220V();// 获取220V 电压
System.out.println("使用对象适配器,进行适配~~");
dst = src / 44;
System.out.println("适配完成,输出的电压为=" + dst);
}
return dst;
}
}
Phone:使用 5V 适配器进行充电,与类适配器中的代码一样
Client:客户端,进行代码测试,创建适配器 VoltageAdapter 时,注入 src 类实例:new Voltage220V()
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(" === 对象适配器模式 ====");
Phone phone = new Phone();
phone.charging(new VoltageAdapter(new Voltage220V()));
}
}
总结:
- 与类适配器模式相比,对象适配器模式中,适配器 Adapter 没有使用继承关系,而是使用聚合关系,在适配器 Adapter 中聚合了一个src 类实例,相同的是 Adapter 实现适配器接口(dst接口),在 Adapter 中实现 dst 接口中的抽象方法,然后使用src 类实例和完成适配(转换)
对象适配器模式注意事项和细节:
- 对象适配器和类适配器其实算是同一种思想,只不过实现方式不同。根据合成复用原则, 使用组合替代继承,所以它解决了类适配器必须继承src的局限性问题,也不再要求dst必须是接口。对象适配器的使用成本更低,更灵活
接口适配器模式
接口适配器模式介绍:
- 一些书籍称为:适配器模式(Default Adapter Pattern)或缺省适配器模式
- 核心思想:当不需要全部实现接口提供的方法时,可先设计一个抽象类实现接口,并为该接口中每个方法提供一个默认实现(空方法),那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求
- 适用于一个接口的实现类不想使用其所有的方法的情况
接口适配器模式应用实例:
- 类图:
- 代码示例:
Interface4:接口
public interface Interface4 {
public void m1();
public void m2();
public void m3();
public void m4();
}
AbsAdapter:适配器,对接口中的抽象方法进行空实现
//在AbsAdapter 我们将 Interface4 的方法进行默认实现
public abstract class AbsAdapter implements Interface4 {
// 默认实现
public void m1() {
}
public void m2() {
}
public void m3() {
}
public void m4() {
}
}
Client:客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbsAdapter absAdapter = new AbsAdapter() {
// 只需要去覆盖我们 需要使用 接口方法
@Override
public void m1() {
System.out.println("使用了m1的方法");
}
};
absAdapter.m1();
}
}
Android 代码示例:
AnimatorListener是一个接口,它里面定义了一些抽象方法
public static interface AnimatorListener {
void onAnimationStart(Animator animation);
void onAnimationEnd(Animator animation);
void onAnimationCancel(Animator animation);
void onAnimationRepeat(Animator animation);
}
AnimatorListenerAdapter类就是一个接口适配器,它空实现了Animator.AnimatorListener类(src)的所有方法
public abstract class AnimatorListenerAdapter implements Animator.AnimatorListener, Animator.AnimatorPauseListener {
@Override //默认实现
public void onAnimationCancel(Animator animation) {
}
@Override
public void onAnimationEnd(Animator animation) {
}
@Override
public void onAnimationRepeat(Animator animation) {
}
@Override
public void onAnimationStart(Animator animation) {
}
@Override
public void onAnimationPause(Animator animation) {
}
@Override
public void onAnimationResume(Animator animation) {
}
}
我们在程序里的匿名内部类就是Listener具体实现类,我们可以选择性地实现想要重写的方法
new AnimatorListenerAdapter() {
@Override
public void onAnimationStart(Animator animation) {
//xxxx具体实现
}
}
SpringMVC 源码
适配器模式在SpringMVC框架应用的源码剖析:
- SpringMVC中的HandlerAdapter,就使用了适配器模式,SpringMVC处理请求的流程回顾:
- 首先用户请求到达前端控制器 dispatcherServlet 的 doDispatch() 方法
- 在 doDispatch() 中,通过 HandlerMapping 找到用户请求的 Handler(处理器)
- 通过 Handler 执行目标方法,获得本次访问结果:ModelAndView 对象
- 接着调用 InternalResourceViewResolve 对返回的 ModelAndView 对象进行解析,找到指定的资源
- 目标资源(JSP 页面或者 JSON 字符串)最终都会以 JSON 字符串的形式返回给 Tomcat
- Tomcat 将字符串 以 HTTP 协议的方式返回给浏览器
使用 HandlerAdapter 的原因分析:
- 可以看到处理器的类型不同,有多种实现方式,那么调用方式就不是确定的,如果需要直接调用Controller方法,需要调用的时候就得不断是使用if else来进行判断是哪一种子类然后执行。那么如果后面要扩展Controller,就得修改原来的代码,这样违背了OCP 原则
源码追踪:
- doDispatch() 方法
/**
* Process the actual dispatching to the handler.
* <p>The handler will be obtained by applying the servlet's HandlerMappings in order.
* The HandlerAdapter will be obtained by querying the servlet's installed HandlerAdapters
* to find the first that supports the handler class.
* <p>All HTTP methods are handled by this method. It's up to HandlerAdapters or handlers
* themselves to decide which methods are acceptable.
* @param request current HTTP request
* @param response current HTTP response
* @throws Exception in case of any kind of processing failure
*/
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
HttpServletRequest processedRequest = request;
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
boolean multipartRequestParsed = false;
WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);
try {
ModelAndView mv = null;
Exception dispatchException = null;
try {
processedRequest = checkMultipart(request);
multipartRequestParsed = processedRequest != request;
// Determine handler for the current request.
mappedHandler = getHandler(processedRequest);
if (mappedHandler == null || mappedHandler.getHandler() == null) {
noHandlerFound(processedRequest, response);
return;
}
// Determine handler adapter for the current request.
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
// Process last-modified header, if supported by the handler.
String method = request.getMethod();
boolean isGet = "GET".equals(method);
if (isGet || "HEAD".equals(method)) {
long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
if (logger.isDebugEnabled()) {
String requestUri = urlPathHelper.getRequestUri(request);
logger.debug("Last-Modified value for [" + requestUri + "] is: " + lastModified);
}
if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
return;
}
}
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
return;
}
try {
// Actually invoke the handler.
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
}
finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
return;
}
}
applyDefaultViewName(request, mv);
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
}
catch (Exception ex) {
dispatchException = ex;
}
processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
}
catch (Exception ex) {
triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
}
catch (Error err) {
triggerAfterCompletionWithError(processedRequest, response, mappedHandler, err);
}
finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
// Instead of postHandle and afterCompletion
mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
return;
}
// Clean up any resources used by a multipart request.
if (multipartRequestParsed) {
cleanupMultipart(processedRequest);
}
}
}
- getHandlerAdapter() 方法
/**
* Return the HandlerAdapter for this handler object.
* @param handler the handler object to find an adapter for
* @throws ServletException if no HandlerAdapter can be found for the handler. This is a fatal error.
*/
protected HandlerAdapter getHandlerAdapter(Object handler) throws ServletException {
for (HandlerAdapter ha : this.handlerAdapters) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Testing handler adapter [" + ha + "]");
}
if (ha.supports(handler)) {
return ha;
}
}
throw new ServletException("No adapter for handler [" + handler +
"]: The DispatcherServlet configuration needs to include a HandlerAdapter that supports this handler");
}
- HandlerAdapter 只是一个接口,定义了适配器的规范
public interface HandlerAdapter {
/**
* Given a handler instance, return whether or not this {@code HandlerAdapter}
* can support it. Typical HandlerAdapters will base the decision on the handler
* type. HandlerAdapters will usually only support one handler type each.
* <p>A typical implementation:
* <p>{@code
* return (handler instanceof MyHandler);
* }
* @param handler handler object to check
* @return whether or not this object can use the given handler
*/
boolean supports(Object handler);
/**
* Use the given handler to handle this request.
* The workflow that is required may vary widely.
* @param request current HTTP request
* @param response current HTTP response
* @param handler handler to use. This object must have previously been passed
* to the {@code supports} method of this interface, which must have
* returned {@code true}.
* @throws Exception in case of errors
* @return ModelAndView object with the name of the view and the required
* model data, or {@code null} if the request has been handled directly
*/
ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;
/**
* Same contract as for HttpServlet's {@code getLastModified} method.
* Can simply return -1 if there's no support in the handler class.
* @param request current HTTP request
* @param handler handler to use
* @return the lastModified value for the given handler
* @see javax.servlet.http.HttpServlet#getLastModified
* @see org.springframework.web.servlet.mvc.LastModified#getLastModified
*/
long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler);
}
- HandlerAdapter 继承树
源码分析与总结:
-
首先,我们拿到此次请求的 Request 对象:HttpServletRequest processedRequest =
request; -
接着,通过 Request 对象拿到 Handler(Controller) 对象:mappedHandler =
getHandler(processedRequest); -
然后通过 Handler 拿到对应的适配器( Adapter):HandlerAdapter ha =
getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler()); -
最后通过适配器调用 Controller 的方法并返回 ModelAndView:mv =
ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
动手写 SpringMVC 通过适配器设计模式:
- 说明:
①Spring 定义了一个适配接口,使得每一种 Controller有一种对应的适配器实现类,适配器代替 Controller 执行相应的方法,扩展 Controller 时,只需要增加一个适配器类就完成了 SpringMVC 的扩展了,这就是设计模式的力量 - 类图:
- 代码实现:
Controller 接口及其实现类
//多种Controller实现
public interface Controller {
}
class HttpController implements Controller {
public void doHttpHandler() {
System.out.println("http...");
}
}
class SimpleController implements Controller {
public void doSimplerHandler() {
System.out.println("simple...");
}
}
class AnnotationController implements Controller {
public void doAnnotationHandler() {
System.out.println("annotation...");
}
}
HandlerAdapter 接口及其实现类
//定义一个Adapter接口
public interface HandlerAdapter {
// 当前 HandlerAdapter 对象是否支持 handler(判断 handler 的类型是否为具体的子类类型)
public boolean supports(Object handler);
// 执行目标方法(将 handler 对象强转后,调用对应的方法)
public void handle(Object handler);
}
// 多种适配器类
class SimpleHandlerAdapter implements HandlerAdapter {
public void handle(Object handler) {
((SimpleController) handler).doSimplerHandler();
}
public boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof SimpleController);
}
}
class HttpHandlerAdapter implements HandlerAdapter {
public void handle(Object handler) {
((HttpController) handler).doHttpHandler();
}
public boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof HttpController);
}
}
class AnnotationHandlerAdapter implements HandlerAdapter {
public void handle(Object handler) {
((AnnotationController) handler).doAnnotationHandler();
}
public boolean supports(Object handler) {
return (handler instanceof AnnotationController);
}
}
DispatchServlet:模拟 doDispatch() 方法中获取适配器的流程
public class DispatchServlet {
public static List<HandlerAdapter> handlerAdapters = new ArrayList<HandlerAdapter>();
// 组合了多个 HandlerAdapter 的实现类
public DispatchServlet() {
handlerAdapters.add(new AnnotationHandlerAdapter());
handlerAdapters.add(new HttpHandlerAdapter());
handlerAdapters.add(new SimpleHandlerAdapter());
}
public void doDispatch() {
// 此处模拟SpringMVC从request取handler的对象,
// 适配器可以获取到希望的Controller
HttpController controller = new HttpController();
// AnnotationController controller = new AnnotationController();
// SimpleController controller = new SimpleController();
// 得到对应适配器
HandlerAdapter adapter = getHandler(controller);
// 通过适配器执行对应的controller对应方法
adapter.handle(controller);
}
public HandlerAdapter getHandler(Controller controller) {
// 遍历:根据得到的controller(handler), 返回对应适配器
for (HandlerAdapter adapter : this.handlerAdapters) {
if (adapter.supports(controller)) {
return adapter;
}
}
return null;
}
public static void main(String[] args) {
new DispatchServlet().doDispatch(); // http...
}
}
总结:
- HandlerAdapter 的作用:
①public boolean supports(Object handler);:当前适配器是否支持 handler,从上面源码可以看出,使用 instanceof 关键字进行判断
②public void handle(Object handler);:执行 Handler(Controller) 的目标方法,即 HandlerAdapter 代替原有的 Handler(Controller) 执行目标方法 - 通过 HandlerAdapter 可以使得 DispatchServlet 和具体的 Controller 解耦,扩展Controller 时,我们只需要增加一个适配器类就完成了 SpringMVC 的扩展
- 对于同一类的请求方式,我们封装一个 HandlerAdapter 实现类,通过该 HandlerAdapter 实现类完成一类相同的请求
适配器模式的注意事项
适配器模式的注意事项和细节:
- 三种命名方式,是根据src是以怎样的形式给到Adapter(在Adapter里的形式)来命名的。
- 类适配器:以类给到,在Adapter里,就是将src当做类,继承
- 对象适配器:以对象给到,在Adapter里,将src作为一个对象,持有
- 接口适配器:以接口给到,在Adapter里,将src作为一个接口,实现
最后
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