桥接模式

手机操作问题

现在对不同手机类型（折叠式、直立式、旋转式）的不同品牌（华为、小米、Vivo）实现操作编程（比如：开机、关机、上网，打电话等）

传统解决方案类图

传统方案解决手机操作问题分析

1. 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。
2. 违反了单一职责原则，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
3. 解决方案 -- 使用桥接模式

桥接模式基本介绍

1. 桥接模式（Bridge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。
2. 是一种结构型设计模式，主要目的是减少类的数量并简化代码结构，从而提高系统的灵活性和可扩展性。
3. 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

桥接模式原理

1. Client 类：桥接模式的调用者
2. 抽象类（Abstraction）：维护了 Implementor，即它的实现类 ConcreteImplementorA，二者是聚合关系， Abstraction 充当桥接类
3. RefinedAbstraction：是 Abstraction 抽象类的子类
4. Implementor：行为实现类的接口
5. ConcreteImplementorA/B：行为的具体实现类
6. 这里的 抽象类 和 接口 是聚合的关系

桥接模式对应的类图

代码实现

桥接模式的调用者（Client）

/**
 * 客户端（桥接模式的调用者）
 *
 * @author chenmeng
 */
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("=======================");

       // 获取直立式手机 (样式 + 品牌 )

       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();
    }

    //  小米手机开机
    //  折叠样式手机
    //  小米手机打电话
    //  折叠样式手机
    //  小米手机关机
    //  折叠样式手机
    // ==============
    //  Vivo手机开机
    //  折叠样式手机
    //  Vivo手机打电话
    //  折叠样式手机
    //  Vivo手机关机
    //  折叠样式手机
    // =======================
    //  小米手机开机
    //  直立样式手机
    //  小米手机打电话
    //  直立样式手机
    //  小米手机关机
    //  直立样式手机
    // ==============
    //  Vivo手机开机
    //  直立样式手机
    //  Vivo手机打电话
    //  直立样式手机
    //  Vivo手机关机
    //  直立样式手机
}

桥接类（Phone）

/**
 * 抽象类（桥接类）
 *
 * @author chenmeng
 */
public abstract class Phone {

    // 组合品牌
    private final Brand brand;

    // 构造器，接收 品牌接口类 作为参数
    public Phone(Brand brand) {
        super();
        this.brand = brand;
    }

    protected void open() {
        this.brand.open();
    }

    protected void close() {
        brand.close();
    }

    protected void call() {
        brand.call();
    }

}

抽象类的子类（FoldedPhone）

/**
 * 折叠式手机类，继承 抽象类 Phone（抽象类的子类）
 *
 * @author chenmeng
 */
public class FoldedPhone extends Phone {

    // 构造器
    public FoldedPhone(Brand brand) {
        super(brand);
    }

    @Override
    public void open() {
        super.open();
        System.out.println(" 折叠样式手机 ");
    }

    @Override
    public void close() {
        super.close();
        System.out.println(" 折叠样式手机 ");
    }

    @Override
    public void call() {
        super.call();
        System.out.println(" 折叠样式手机 ");
    }
}

抽象类的子类（UpRightPhone）

/**
 * 直立式手机类，继承 抽象类 Phone（抽象类的子类）
 *
 * @author chenmeng
 */
public class UpRightPhone extends Phone {

    // 构造器
    public UpRightPhone(Brand brand) {
        super(brand);
    }

    @Override
    public void open() {
        super.open();
        System.out.println(" 直立样式手机 ");
    }

    @Override
    public void close() {
        super.close();
        System.out.println(" 直立样式手机 ");
    }

    @Override
    public void call() {
        super.call();
        System.out.println(" 直立样式手机 ");
    }
}

行为实现类的接口（Brand）

/**
 * 品牌接口类（行为实现类的接口）
 *
 * @author chenmeng
 */
public interface Brand {
    void open();
    void close();
    void call();
}

行为的具体实现类（XiaoMi）

/**
 * Brand品牌类（行为的具体实现类）
 *
 * @author chenmeng
 */
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 ");
    }

}

行为的具体实现类（Vivo）

/**
 * Brand品牌类（行为的具体实现类）
 *
 * @author chenmeng
 */
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 ");
    }

}

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，这些就可以当做接口实现类。

• MySQL 有自己的 ConnectionImpl 类，同样 Oracle 也有对应的实现类
• Driver 和 Connection 之间是通过 DriverManager 类进行桥连接的

对 jdbc 源码分析的类图

• 左边负责实现，右边负责抽象

源码

Driver 类

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    public Driver() throws SQLException {
    }

    static {
        try {
            // 1、注册驱动
            // 2、调用 DriverManager 的 getConnection
            DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException var1) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }
}

DriverManager 类

public class DriverManager {
  
    @CallerSensitive
    public static Connection getConnection(String url,
        java.util.Properties info) throws SQLException {

        return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
    }
    
    @CallerSensitive
    public static Connection getConnection(String url,
        String user, String password) throws SQLException {
        java.util.Properties info = new java.util.Properties();

        if (user != null) {
            info.put("user", user);
        }
        if (password != null) {
            info.put("password", password);
        }

        return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
    }
  
    @CallerSensitive
    public static Connection getConnection(String url)
        throws SQLException {

        java.util.Properties info = new java.util.Properties();
        return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
    }

}

Connection 接口

public interface Connection extends Wrapper, AutoCloseable {
}

public interface JdbcConnection extends Connection, MysqlConnection, TransactionEventHandler {
}

public interface MysqlConnection {
}

public class ConnectionImpl implements JdbcConnection, Session.SessionEventListener, Serializable {
}

源码分析

• Driver 类/接口：是所有 JDBC 驱动程序必须实现的接口，定义了如何连接到数据库的基本方法。
• DriverManager 类：是一个帮助类，它管理一组 Driver 实现，并提供获取 Connection 对象的方法。它起到了桥接的作用，根据给定的 JDBC URL 选择正确的驱动并建立连接。
• Connection 接口：定义了用于与数据库交互的方法。它是所有数据库连接的通用接口，客户端代码通过这个接口来操作数据库，而不需要关心具体的数据库类型。
• JdbcConnection 接口：MySQL 驱动相关。
• MysqlConnection 接口：MySQL 驱动相关。
• ConnectionImpl 类：通常是指具体数据库驱动提供的 Connection 接口的具体实现类，如 com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl。

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

桥接模式其它应用场景

• 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

1. JDBC 驱动程序
2. 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
3. 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