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桥接模式Bridge.docx
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桥接模式Bridge
桥接模式(Bridge)
1 场景问题
1.1 发送提示消息
考虑这样一个实际的业务功能:
发送提示消息。
基本上所有带业务流程处理的系统都会有这样的功能,比如某人有新的工作了,需要发送一条消息提示他。
从业务上看,消息又分成普通消息、加急消息和特急消息多种,不同的消息类型,业务功能处理是不一样的,比如加急消息是在消息上添加加急,而特急消息除了添加特急外,还会做一条催促的记录,多久不完成会继续催促。
从发送消息的手段上看,又有系统内短消息、手机短消息、邮件等等。
现在要实现这样的发送提示消息的功能,该如何实现呢?
1.2 不用模式的解决方案
1:
实现简化版本
先考虑实现一个简单点的版本,比如:
消息先只是实现发送普通消息,发送的方式呢,先实现系统内短消息和邮件。
其它的功能,等这个版本完成过后,再继续添加,这样先把问题简单化,实现起来会容易一点。
(1)由于发送普通消息会有两种不同的实现方式,为了让外部能统一操作,因此,把消息设计成接口,然后由两个不同的实现类,分别实现系统内短消息方式和邮件发送消息的方式。
此时系统结构如图1所示:
图1 简化版本的系统结构示意图
下面看看大致的实现示意。
(2)先来看看消息的统一接口,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 消息的统一接口
3. */
4.public interface Message {
5. /**
6. * 发送消息
7. * @param message 要发送的消息内容
8. * @param toUser 消息发送的目的人员
9. */
10. public void send(String message,String toUser);
11.}
/**
*消息的统一接口
*/
publicinterfaceMessage{
/**
*发送消息
*@parammessage要发送的消息内容
*@paramtoUser消息发送的目的人员
*/
publicvoidsend(Stringmessage,StringtoUser);
}
(3)再来分别看看两种实现方式,这里只是为了示意,并不会真的去发送Email和站内短消息,先看站内短消息的方式,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 以站内短消息的方式发送普通消息
3. */
4.public class CommonMessageSMS implements Message{
5. public void send(String message, String toUser) {
6. System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"
7.+message+"'给"+toUser);
8. }
9.}
/**
*以站内短消息的方式发送普通消息
*/
publicclassCommonMessageSMSimplementsMessage{
publicvoidsend(Stringmessage,StringtoUser){
System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"
+message+"'给"+toUser);
}
}
同样的,实现以Email的方式发送普通消息,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 以Email的方式发送普通消息
3. */
4.public class CommonMessageEmail implements Message{
5. public void send(String message, String toUser) {
6. System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"
7.+message+"'给"+toUser);
8. }
9.}
/**
*以Email的方式发送普通消息
*/
publicclassCommonMessageEmailimplementsMessage{
publicvoidsend(Stringmessage,StringtoUser){
System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"
+message+"'给"+toUser);
}
}
2:
实现发送加急消息
上面的实现,看起来很简单,对不对。
接下来,添加发送加急消息的功能,也有两种发送的方式,同样是站内短消息和Email的方式。
加急消息的实现跟普通消息不同,加急消息会自动在消息上添加加急,然后再发送消息;另外加急消息会提供监控的方法,让客户端可以随时通过这个方法来了解对于加急消息处理的进度,比如:
相应的人员是否接收到这个信息,相应的工作是否已经开展等等。
因此加急消息需要扩展出一个新的接口,除了基本的发送消息的功能,还需要添加监控的功能,这个时候,系统的结构如图2所示:
图2 加入发送加急消息后的系统结构示意图
(1)先看看扩展出来的加急消息的接口,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 加急消息的抽象接口
3. */
4.public interface UrgencyMessage extends Message{
5. /**
6. * 监控某消息的处理过程
7. * @param messageId 被监控的消息的编号
8. * @return 包含监控到的数据对象,这里示意一下,所以用了Object
9. */
10. public Object watch(String messageId);
11.}
/**
*加急消息的抽象接口
*/
publicinterfaceUrgencyMessageextendsMessage{
/**
*监控某消息的处理过程
*@parammessageId被监控的消息的编号
*@return包含监控到的数据对象,这里示意一下,所以用了Object
*/
publicObjectwatch(StringmessageId);
}
(2)相应的实现方式还是发送站内短消息和Email两种,同样需要两个实现类来分别实现这两种方式,先看站内短消息的方式,示例代码如下:
Java代码
1.public class UrgencyMessageSMS implements UrgencyMessage{
2. public void send(String message, String toUser) {
3. message = "加急:
"+message;
4. System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"
5.+message+"'给"+toUser);
6. }
7.
8. public Object watch(String messageId) {
9. //获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回
10. return null;
11. }
12.}
publicclassUrgencyMessageSMSimplementsUrgencyMessage{
publicvoidsend(Stringmessage,StringtoUser){
message="加急:
"+message;
System.out.println("使用站内短消息的方式,发送消息'"
+message+"'给"+toUser);
}
publicObjectwatch(StringmessageId){
//获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回
returnnull;
}
}
再看看Emai的方式,示例代码如下:
Java代码
1.public class UrgencyMessageEmail implements UrgencyMessage{
2. public void send(String message, String toUser) {
3. message = "加急:
"+message;
4. System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"
5.+message+"'给"+toUser);
6. }
7. public Object watch(String messageId) {
8. //获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回
9. return null;
10. }
11.}
publicclassUrgencyMessageEmailimplementsUrgencyMessage{
publicvoidsend(Stringmessage,StringtoUser){
message="加急:
"+message;
System.out.println("使用Email的方式,发送消息'"
+message+"'给"+toUser);
}
publicObjectwatch(StringmessageId){
//获取相应的数据,组织成监控的数据对象,然后返回
returnnull;
}
}
(3)事实上,在实现加急消息发送的功能上,可能会使用前面发送不同消息的功能,也就是让实现加急消息处理的对象继承普通消息的相应实现,这里为了让结构简单一点,清晰一点,所以没有这样做。
1.3 有何问题
上面这样实现,好像也能满足基本的功能要求,可是这么实现好不好呢?
有没有什么问题呢?
咱们继续向下来添加功能实现,为了简洁,就不再去进行代码示意了,通过实现的结构示意图就可以看出实现上的问题。
1:
继续添加特急消息的处理
特急消息不需要查看处理进程,只要没有完成,就直接催促,也就是说,对于特急消息,在普通消息的处理基础上,需要添加催促的功能。
而特急消息、还有催促的发送方式,相应的实现方式还是发送站内短消息和Email两种,此时系统的结构如图3所示:
图3 加入发送特急消息后的系统结构示意图
仔细观察上面的系统结构示意图,会发现一个很明显的问题,那就是:
通过这种继承的方式来扩展消息处理,会非常不方便。
你看,实现加急消息处理的时候,必须实现站内短消息和Email两种处理方式,因为业务处理可能不同;在实现特急消息处理的时候,又必须实现站内短消息和Email这两种处理方式。
这意味着,以后每次扩展一下消息处理,都必须要实现这两种处理方式,是不是很痛苦,这还不算完,如果要添加新的实现方式呢?
继续向下看吧。
2:
继续添加发送手机消息的处理方式
如果看到上面的实现,你还感觉问题不是很大的话,继续完成功能,添加发送手机消息的处理方式。
仔细观察现在的实现,如果要添加一种新的发送消息的方式,是需要在每一种抽象的具体实现里面,都要添加发送手机消息的处理的。
也就是说:
发送普通消息、加急消息和特急消息的处理,都可以通过手机来发送。
这就意味着,需要添加三个实现。
此时系统结构如图4所示:
图4 加入发送手机消息后的系统结构示意图
这下能体会到这种实现方式的大问题了吧。
3:
小结一下出现的问题
采用通过继承来扩展的实现方式,有个明显的缺点:
扩展消息的种类不太容易,不同种类的消息具有不同的业务,也就是有不同的实现,在这种情况下,每个种类的消息,需要实现所有不同的消息发送方式。
更可怕的是,如果要新加入一种消息的发送方式,那么会要求所有的消息种类,都要加入这种新的发送方式的实现。
要是考虑业务功能上再扩展一下呢?
比如:
要求实现群发消息,也就是一次可以发送多条消息,这就意味着很多地方都得修改,太恐怖了。
那么究竟该如何实现才能既实现功能,又能灵活的扩展呢?
2 解决方案
2.1 桥接模式来解决
用来解决上述问题的一个合理的解决方案,就是使用桥接模式。
那么什么是桥接模式呢?
(1)桥接模式定义
将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。
(2)应用桥接模式来解决的思路
仔细分析上面的示例,根据示例的功能要求,示例的变化具有两个纬度,一个纬度是抽象的消息这边,包括普通消息、加急消息和特急消息,这几个抽象的消息本身就具有一定的关系,加急消息和特急消息会扩展普通消息;另一个纬度在具体的消息发送方式上,包括站内短消息、Email和手机短信息,这几个方式是平等的,可被切换的方式。
这两个纬度一共可以组合出9种不同的可能性来,它们的关系如下图5所示:
图5 发送消息的可能性的组合示意图
现在出现问题的根本原因,就在于消息的抽象和实现是混杂在一起的,这就导致了,一个纬度的变化,会引起另一个纬度进行相应的变化,从而使得程序扩展起来非常困难。
要想解决这个问题,就必须把这两个纬度分开,也就是将抽象部分和实现部分分开,让它们相互独立,这样就可以实现独立的变化,使扩展变得简单。
桥接模式通过引入实现的接口,把实现部分从系统中分离出去;那么,抽象这边如何使用具体的实现呢?
肯定是面向实现的接口来编程了,为了让抽象这边能够很方便的与实现结合起来,把顶层的抽象接口改成抽象类,在里面持有一个具体的实现部分的实例。
这样一来,对于需要发送消息的客户端而言,就只需要创建相应的消息对象,然后调用这个消息对象的方法就可以了,这个消息对象会调用持有的真正的消息发送方式来把消息发送出去。
也就是说客户端只是想要发送消息而已,并不想关心具体如何发送。
2.2 模式结构和说明
桥接模式的结构如图6所示:
图6 桥接模式的结构示意图
Abstraction:
抽象部分的接口。
通常在这个对象里面,要维护一个实现部分的对象引用,在抽象对象里面的方法,需要调用实现部分的对象来完成。
这个对象里面的方法,通常都是跟具体的业务相关的方法。
RefinedAbstraction:
扩展抽象部分的接口,通常在这些对象里面,定义跟实际业务相关的方法,这些方法的实现通常会使用Abstraction中定义的方法,也可能需要调用实现部分的对象来完成。
Implementor:
定义实现部分的接口,这个接口不用和Abstraction里面的方法一致,通常是由Implementor接口提供基本的操作,而Abstraction里面定义的是基于这些基本操作的业务方法,也就是说Abstraction定义了基于这些基本操作的较高层次的操作。
ConcreteImplementor:
真正实现Implementor接口的对象。
2.3 桥接模式示例代码
(1)先看看Implementor接口的定义,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 定义实现部分的接口,可以与抽象部分接口的方法不一样
3. */
4.public interface Implementor {
5. /**
6. * 示例方法,实现抽象部分需要的某些具体功能
7. */
8. public void operationImpl();
9.}
/**
*定义实现部分的接口,可以与抽象部分接口的方法不一样
*/
publicinterfaceImplementor{
/**
*示例方法,实现抽象部分需要的某些具体功能
*/
publicvoidoperationImpl();
}
(2)再看看Abstraction接口的定义,注意一点,虽然说是接口定义,但其实是实现成为抽象类。
示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 定义抽象部分的接口
3. */
4.public abstract class Abstraction {
5. /**
6. * 持有一个实现部分的对象
7. */
8. protected Implementor impl;
9. /**
10. * 构造方法,传入实现部分的对象
11. * @param impl 实现部分的对象
12. */
13. public Abstraction(Implementor impl){
14. this.impl = impl;
15. }
16. /**
17. * 示例操作,实现一定的功能,可能需要转调实现部分的具体实现方法
18. */
19. public void operation() {
20. impl.operationImpl();
21. }
22.}
/**
*定义抽象部分的接口
*/
publicabstractclassAbstraction{
/**
*持有一个实现部分的对象
*/
protectedImplementorimpl;
/**
*构造方法,传入实现部分的对象
*@paramimpl实现部分的对象
*/
publicAbstraction(Implementorimpl){
this.impl=impl;
}
/**
*示例操作,实现一定的功能,可能需要转调实现部分的具体实现方法
*/
publicvoidoperation(){
impl.operationImpl();
}
}
(3)该来看看具体的实现了,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 真正的具体实现对象
3. */
4.public class ConcreteImplementorA implements Implementor {
5. public void operationImpl() {
6. //真正的实现
7. }
8.}
/**
*真正的具体实现对象
*/
publicclassConcreteImplementorAimplementsImplementor{
publicvoidoperationImpl(){
//真正的实现
}
}
另外一个实现,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 真正的具体实现对象
3. */
4.public class ConcreteImplementorB implements Implementor {
5. public void operationImpl() {
6. //真正的实现
7. }
8.}
/**
*真正的具体实现对象
*/
publicclassConcreteImplementorBimplementsImplementor{
publicvoidoperationImpl(){
//真正的实现
}
}
(4)最后来看看扩展Abstraction接口的对象实现,示例代码如下:
Java代码
1./**
2. * 扩充由Abstraction定义的接口功能
3. */
4.public class RefinedAbstraction extends Abstraction {
5. public RefinedAbstraction(Implementor impl) {
6. super(impl);
7. }
8. /**
9. * 示例操作,实现一定的功能
10. */
11. public void otherOperation(){
12. //实现一定的功能,可能会使用具体实现部分的实现方法,
13. //但是本方法更大的可能是使用Abstraction中定义的方法,
14. //通过组合使用Abstraction中定义的方法来完成更多的功能
15. }
16.}
/**
*扩充由Abstraction定义的接口功能
*/
publicclassRefinedAbstractionextendsAbstraction{
publicRefinedAbstraction(Implementorimpl){
super(impl);
}
/**
*示例操作,实现一定的功能
*/
publicvoidotherOperation(){
//实现一定的功能,可能会使用具体实现部分的实现方法,
//但是本方法更大的可能是使用Abstraction中定义的方法,
//通过组合使用Abstraction中定义的方法来完成更多的功能
}
}
2.4 使用桥接模式重写示例
学习了桥接模式的基础知识过后,该来使用桥接模式重写前面的示例了。
通过示例,来看
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