系统设计
设计模式

适配器模式

# 适配器模式

# 现实生活中的适配器例子

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。

# 基本介绍

适配器模式 (Adapter Pattern) 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。其别名为包装器 (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、接口适配器模式、对象适配器模式

# 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，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

基本介绍：Adapter 类，通过继承 src 类，实现 dst 类接口，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

# 代码实现

# 客户端（Client）

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());
    }

}

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# 实体类（Phone）

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~~");
        }
    }
}

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# 适配接口（IVoltage5V）

public interface IVoltage5V {

    int output5V();
}

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# 适配器类（VoltageAdapter）

public class VoltageAdapter extends Voltage220V implements IVoltage5V {

	@Override
	public int output5V() {

		// 获取到 220V 电压
		int srcV = output220V();

		// 转成 5v
		return srcV / 44;
	}

}

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# 被适配的类（Voltage220V）

public class Voltage220V {

    // 输出220V的电压
    public int output220V() {
        int src = 220;
        System.out.println("电压=" + src + "伏");
        return src;
    }
}

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# 时序图

classadapter

# 类适配器模式注意事项和细节

Java 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，因为这要求 dst 必须是接口，有一定局限性
src 类的方法在 Adapter 中都会暴露出来，也增加了使用的成本。
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。

类适配器：VoltageAdapter

src：Voltage220V

dst：IVoltage5V

# 接口适配器模式

# 基本介绍

一些书籍称为：适配器模式（Default Adapter Pattern）或缺省适配器模式。
核心思路：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
适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。

# 接口（Interface4）

public interface Interface4 {

	void m1();

	void m2();

	void m3();

	void m4();
}

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# 抽象类（AbsAdapter）

/**
 * 在 AbsAdapter 我们将 Interface4 的方法进行默认实现
 *
 * @author chenmeng
 */
public abstract class AbsAdapter implements Interface4 {

	// 默认实现
	@Override
    public void m1() {

	}

	@Override
	public void m2() {

	}

	@Override
	public void m3() {

	}

	@Override
	public void m4() {

	}
}

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# 客户端（Client）

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		
		AbsAdapter absAdapter = new AbsAdapter() {
			// 只需要去覆盖我们 需要使用的 接口方法
			@Override
			public void m1() {
				System.out.println("使用了m1的方法");
			}
		};
		
		absAdapter.m1();
	}

}

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# 时序图

interfaceadapter

# 对象适配器模式

# 基本介绍

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。即：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）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

# 应用实例

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。

# 代码实现

对比 类适配器模式，只有 适配器类 进行了修改，使用关联关系（聚合）来替代继承关系

# 客户端（Client）

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()));
	}

}

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# 实体类（Phone）

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~~");
		}
	}
}

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# 适配接口（IVoltage5V）

public interface IVoltage5V {

    int output5V();
}

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# 适配器类（VoltageAdapter）

public class VoltageAdapter implements IVoltage5V {

    // 关联关系-聚合
    private final Voltage220V voltage220V;

    // 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) {
            // 获取220V 电压
            int src = voltage220V.output220V();
            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;
    }
}

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# 被适配的类（Voltage220V）

public class Voltage220V {

    // 输出220V的电压
    public int output220V() {
        int src = 220;
        System.out.println("电压=" + src + "伏");
        return src;
    }
}

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# 时序图

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# 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。
使用成本更低，更灵活。

# 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
- Spring 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，
使用 HandlerAdapter 的原因分析：
- 可以看到处理器的类型不同，有多重实现方式，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 开闭原则。

SpringMVC 的 Handler（Controller接口，HttpRequestHandler，Servlet、@RequestMapping）有四种表现形式，在 Handler 不确定是什么方式的时候（可能是方法、也可能是类），适配器这种设计模式就能模糊掉具体的实现，从而就能提供统一访问接口。

# 什么是 `HandlerAdapter`？

在 SpringMVC 中，HandlerAdapter 是一个接口，它的作用是将请求的 Handler（控制器）适配到 SpringMVC 的框架中。
由于 SpringMVC 支持多种类型的控制器，包括基于注解的控制器、基于接口的控制器等，每种控制器的调用方式都可能不同。
HandlerAdapter提供了一个统一的接口，使得 SpringMVC 可以以相同的方式调用不同类型的控制器。

# `HandlerAdapter` 的主要方法：

supports(Object handler)：判断适配器是否支持给定的 Handler。
handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)：调用 Handler 处理请求。
getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler)：获取请求的最新修改时间。

# 适配器模式的应用

SpringMVC 通过 HandlerAdapter 接口，为每种类型的控制器提供了一个 适配器实现类。
这样，当 DispatcherServlet 接收到请求时，它会根据请求找到相应的 Handler，然后通过 getHandlerAdapter 方法获取对应的 HandlerAdapter，
最后通过适配器调用控制器的方法。

# `HandlerAdapter` 的实现子类：

HandlerAdapter 的实现子类使得每一种 Controller 都有一种对应的适配器实现类，每种 Controller 有不同的实现方式

AbstractHandlerMethodAdapter:
- 这是一个抽象类，提供了一些基础的实现，用于简化具体 HandlerAdapter 的实现。它并不是直接用于处理请求，而是作为其他适配器的基类。
HandlerFunctionAdapter:
- 这个适配器用于适配基于 Java 8 函数式接口的处理器，例如 java.util.function.BiFunction。
HttpRequestHandlerAdapter:
- 用于适配实现了 HttpRequestHandler 接口的处理器。这种处理器比较少见，通常用于一些特殊的场景。
RequestMappingHandlerAdapter:
- 继承 AbstractHandlerMethodAdapter 类
- 这是 Spring MVC 中最常用的适配器之一，用于适配带有 @RequestMapping 注解的控制器方法。它支持各种 HTTP 方法的映射，如 GET、POST 等。
SimpleControllerHandlerAdapter:
- 用于适配实现了Controller接口的处理器。这种适配器在 Spring MVC 中使用较少，因为 @Controller 注解更为常用。
SimpleServletHandlerAdapter:
- 用于适配实现了 Servlet 接口的处理器。这允许在 Spring MVC 中使用传统的 Servlet 作为控制器。

图示：

# 源码分析

# 调度类（DispatcherServlet）

public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet {
    // ...
    
    protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        HttpServletRequest processedRequest = request;
        HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
        boolean multipartRequestParsed = false;
        WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

        try {
            try {
                ModelAndView mv = null;
                Exception dispatchException = null;

                try {
                    processedRequest = this.checkMultipart(request);
                    multipartRequestParsed = processedRequest != request;
                    // 通过 HandlerMapping 来映射 Controller
                    mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);
                    if (mappedHandler == null) {
                        this.noHandlerFound(processedRequest, response);
                        return;
                    }

                    // 获取适配器
                    HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
                    String method = request.getMethod();
                    boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);
                    if (isGet || HttpMethod.HEAD.matches(method)) {
                        long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
                        if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
                            return;
                        }
                    }

                    if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
                        return;
                    }

                    // 通过适配器调用 Controller 的方法并返回 ModelAndView
                    mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());
                    if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                        return;
                    }

                    this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
                    mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
                } catch (Exception var20) {
                    Exception ex = var20;
                    dispatchException = ex;
                } catch (Throwable var21) {
                    Throwable err = var21;
                    dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
                }

                this.processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, (Exception)dispatchException);
            } catch (Exception var22) {
                Exception ex = var22;
                this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, ex);
            } catch (Throwable var23) {
                Throwable err = var23;
                this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, new NestedServletException("Handler processing failed", err));
            }

        } finally {
            if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                if (mappedHandler != null) {
                    mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
                }
            } else if (multipartRequestParsed) {
                this.cleanupMultipart(processedRequest);
            }

        }
    }
    
    @Nullable
    protected HandlerExecutionChain getHandler(HttpServletRequest request) throws Exception {
        if (this.handlerMappings != null) {
            Iterator var2 = this.handlerMappings.iterator();

            while(var2.hasNext()) {
                HandlerMapping mapping = (HandlerMapping)var2.next();
                HandlerExecutionChain handler = mapping.getHandler(request);
                if (handler != null) {
                    return handler;
                }
            }
        }

        return null;
    }
    
    protected void noHandlerFound(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
        if (pageNotFoundLogger.isWarnEnabled()) {
            pageNotFoundLogger.warn("No mapping for " + request.getMethod() + " " + getRequestUri(request));
        }

        if (this.throwExceptionIfNoHandlerFound) {
            throw new NoHandlerFoundException(request.getMethod(), getRequestUri(request), (new ServletServerHttpRequest(request)).getHeaders());
        } else {
            response.sendError(404);
        }
    }

    // 根据需要，返回适当的 HandlerAdapter
    protected HandlerAdapter getHandlerAdapter(Object handler) throws ServletException {
        if (this.handlerAdapters != null) {
            Iterator var2 = this.handlerAdapters.iterator();

            while(var2.hasNext()) {
                HandlerAdapter adapter = (HandlerAdapter)var2.next();
                if (adapter.supports(handler)) {
                    return adapter;
                }
            }
        }

        throw new ServletException("No adapter for handler [" + handler + "]: The DispatcherServlet configuration needs to include a HandlerAdapter that supports this handler");
    }

    // ...
}

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# 适配接口（HandlerAdapter）

public interface HandlerAdapter {

    /**
     * 判断当前的HandlerAdapter是否支持给定的handler。
     * <p>这是确定是否使用当前适配器处理请求的关键方法。
     * 每个适配器通常只能适配一种特定类型的处理器，
     * 因此此方法用于检查给定的handler是否与适配器兼容。
     *
     * @param handler 需要处理的处理器对象
     * @return 如果适配器支持该handler，则返回true；否则返回false。
     */
    boolean supports(Object handler);

    /**
     * 核心方法：利用Handler处理请求，然后返回一个ModelAndView。
     * <p>DispatcherServlet最终就是调用此方法，来返回一个ModelAndView的。
     * 这个方法将请求委托给具体的handler处理，并接收处理结果，
     * 通常包括视图信息和模型数据。
     *
     * @param request 当前的HttpServletRequest对象，包含请求数据。
     * @param response 当前的HttpServletResponse对象，用于构造响应。
     * @param handler 需要处理请求的Handler对象。
     * @return ModelAndView对象，包含视图信息和模型数据。
     * @throws Exception 如果处理过程中发生异常，将被抛出。
     */
    @Nullable
    ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;

    /**
     * 同HttpServlet的getLastModified方法。
     * <p>用于确定请求资源的最后修改时间，以便进行缓存控制。
     * 如果处理器不支持最后修改时间的确定，此方法可以返回-1。
     * <p>注意：此方法已被弃用，建议使用其他机制实现缓存控制。
     *
     * @param request 当前的HttpServletRequest对象，包含请求数据。
     * @param handler 需要处理请求的Handler对象。
     * @return 资源的最后修改时间戳，或者-1表示不支持。
     * @deprecated 由于缓存控制的最佳实践已经变化，此方法不再推荐使用。
     */
    @Deprecated
    long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler);
}

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# 适配器类（SimpleControllerHandlerAdapter）

public class SimpleControllerHandlerAdapter implements HandlerAdapter {
    public SimpleControllerHandlerAdapter() {
    }

    public boolean supports(Object handler) {
        return handler instanceof Controller;
    }

    @Nullable
    public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        return ((Controller)handler).handleRequest(request, response);
    }

    public long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler) {
        return handler instanceof LastModified ? ((LastModified)handler).getLastModified(request) : -1L;
    }
}

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# 模拟手写 SpringMVC

# 调度类（DispatcherServlet）

public class DispatcherServlet {

	public static List<HandlerAdapter> handlerAdapters = new ArrayList<>();

	public DispatcherServlet() {
		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 : handlerAdapters) {
			if (adapter.supports(controller)) {
				return adapter;
			}
		}
		return null;
	}

	public static void main(String[] args) {
		new DispatcherServlet().doDispatch(); // http...
	}

}

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# 适配接口（HandlerAdapter）

public interface HandlerAdapter {

    boolean supports(Object handler);

    void handle(Object handler);
}

// 多种适配器类
class SimpleHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

    @Override
    public void handle(Object handler) {
       ((SimpleController) handler).doSimplerHandler();
    }

    @Override
    public boolean supports(Object handler) {
       return (handler instanceof SimpleController);
    }

}

//
class HttpHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

    @Override
    public void handle(Object handler) {
       ((HttpController) handler).doHttpHandler();
    }

    @Override
    public boolean supports(Object handler) {
       return (handler instanceof HttpController);
    }

}

//
class AnnotationHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

    @Override
    public void handle(Object handler) {
       ((AnnotationController) handler).doAnnotationHandler();
    }

    @Override
    public boolean supports(Object handler) {

       return (handler instanceof AnnotationController);
    }
}

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# 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...");
    }
}

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# 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
Adapter 模式最大的作用还是将原本不兼容的接口融合在一起工作。
实际开发中，实现起来不拘泥于我们讲解的三种经典形式

# 学习参考

Spring MVC适配器模式实践之HandlerAdapter源码分析【享学Spring MVC】-腾讯云开发者社区-腾讯云 (opens new window)

上次更新: 2025/3/17 17:25:48

← 建造者模式桥接模式→

适配器模式

# 适配器模式

# 现实生活中的适配器例子

# 基本介绍

# 工作原理

# 类适配器模式

# 类适配器模式应用实例

# 代码实现

# 客户端（Client）

# 实体类（Phone）

# 适配接口（IVoltage5V）

# 适配器类（VoltageAdapter）

# 被适配的类（Voltage220V）

# 时序图

# 类适配器模式注意事项和细节

# 接口适配器模式

# 基本介绍

# 接口（Interface4）

# 抽象类（AbsAdapter）

# 客户端（Client）

# 时序图

# 对象适配器模式

# 基本介绍

# 应用实例

# 代码实现

# 客户端（Client）

# 实体类（Phone）

# 适配接口（IVoltage5V）

# 适配器类（VoltageAdapter）

# 被适配的类（Voltage220V）

# 时序图

# 对象适配器模式注意事项和细节

# 适配器模式在 SpringMVC 框架应用的源码剖析

# 什么是 HandlerAdapter？

# HandlerAdapter 的主要方法：

# 适配器模式的应用

# HandlerAdapter 的实现子类：

# 源码分析

# 调度类（DispatcherServlet）

# 适配接口（HandlerAdapter）

# 适配器类（SimpleControllerHandlerAdapter）

# 模拟手写 SpringMVC

# 调度类（DispatcherServlet）

# 适配接口（HandlerAdapter）

# 多种 Controller 实现

# 适配器模式的注意事项和细节

# 学习参考

# 什么是 `HandlerAdapter`？

# `HandlerAdapter` 的主要方法：

# `HandlerAdapter` 的实现子类：