设计模式之适配器模式

适配器模式是一种结构型设计模式，用于在接口不兼容的情况下，让原本无法协作的类能够一起工作。适配器模式通过在两个不兼容的接口之间搭建桥梁，使得一个类的接口可以被客户端以期望的接口形式所使用。核心思想是将现有类的接口转换为客户端期望的接口。

适用场景

• 接口不兼容
  当已有的类不能满足客户端的接口要求时，使用适配器进行接口转换。
• 代码复用
  希望复用现有类的功能，但接口与目标接口不一致。
• 引入第三方类库
  需要将第三方库的接口转换为自己系统的接口。
• 遗留系统整合
  在新系统中需要使用旧系统的功能，但旧系统的接口不兼容。

实现方式

在适配器模式中，通常有以下角色：Target、Adaptee、Adapter和Client。各角色的说明如下表：

角色	功能说明
Target(目标接口)	定义了业务中需要使用方法，是对整体业务规则的约束。
Adaptee(被适配者)	业务中已有的接口或实例，需要基于该接口或实例对目标(Target)接口进行适配。
Adapter(适配器)	Target与Adaptee之间的桥梁，完成从Adaptee到Target逻辑转换。
Client(请求者)	实际业务发起方，使用Target定义的方法进行业务处理。

Adapter依赖具体的Adaptee实现Target接口约定的规则，客户端面向Target接口编程屏蔽了不同具体适配器底层实现逻辑。业务执行过程中根据不同场景，选出合适的适配器进行业务逻辑处理。

适配模式根据具体实现有两种形式：类适配器与实例适配器。二者的核心区别在于：类适配器通过继承实现适配，而实例适配器通过组合实现适配。由于类适配器模式直接继承了被适配类，导致子类不够灵活。

类适配器

实现方式

• 通过继承实现适配。
• 适配器继承自 Adaptee 类，同时实现 Target 接口。

特点

• 静态绑定：适配器与被适配者在编译时绑定。
• 只能适配一个类：由于 Java 不支持多继承，适配器类只能继承一个被适配者类。
• 更直接：继承机制允许适配器直接访问被适配者的功能。

适用场景

• 单一被适配者：只有一个需要适配的类。
• 无需修改被适配者：适配器直接继承被适配者，可以对其进行增强，而不修改其代码。
• 不需要动态替换被适配者：被适配者类型是固定的。

UML图

实例适配器

实现方式

• 通过组合实现适配。
• 适配器持有 Adaptee 的实例，调用 Adaptee 的方法进行适配。

特点

• 动态绑定：适配器和被适配者在运行时绑定。
• 支持多被适配者：可以通过持有不同的 Adaptee 实例，实现适配不同的类。
• 灵活性更高：可以动态替换 Adaptee 实例，而无需修改适配器代码。

适用场景

• 多个被适配者：需要适配多个类，可以通过持有不同实例实现。
• 需要动态替换被适配者：适配器可以在运行时使用不同的 Adaptee。
• 无法修改被适配者：适配器通过组合而不是继承，避免对被适配者的直接依赖。

UML图

实例分析

下面通过适配器模式在实际代码中的具体应用对其进行分析，由于类适配器模式直接继承了被适配类，限制了其灵活性、可维护性和可扩展性，因此很少在实际中使用，这里不做过多分析。

Spring MVC的核心DispatcherServlet使用了适配器模式来支持多种类型的请求处理器。这主要体现在HandlerAdapter接口和其具体实现上，它负责将不同类型的Handler（控制器）统一适配为可以被DispatcherServlet调用的格式。解决了Spring MVC中支持多种控制器类型的需求，解耦了DispatcherServlet和具体控制器的实现。

实例UML图

代码实现

HandlerAdapter是适配器需要实现的目标接口，定义了目标业务需要用到的方法。

public interface HandlerAdapter {
    // 判断当前适配器是否支持指定的Handler类型。
    boolean supports(Object handler);
    // 适配器实际调用Handler的方法，处理请求并返回ModelAndView。
    ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;
}

具体的适配器实例需要实现HandlerAdapter接口，如SimpleControllerHandlerAdapter。在具体的适配器实例中，调用自身被适配类型响应方法进行实际的业务逻辑处理。如SimpleControllerHandlerAdapter中的Controller实例。

public class SimpleControllerHandlerAdapter implements HandlerAdapter {
    @Override
    public boolean supports(Object handler) {
       return (handler instanceof Controller);
    }
 
    @Override
    @Nullable
    public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
          throws Exception {
 
       return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);
    }
 
    @Override
    @SuppressWarnings("deprecation")
    public long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler) {
       if (handler instanceof LastModified) {
          return ((LastModified) handler).getLastModified(request);
       }
       return -1L;
    }
}

在DispatcherServlet的doDispatch()方法中定义了整个业务处理流程，简化流程如下：

• step1：从HandlerMapping中确定当前请求对应的Handler。
• step2：根据Handler获取对应的HandlerAdapter。
• step3：调用具体适配器，完成请求处理并返回结果。

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);

            // step1：获取当前请求对应的Handler
            mappedHandler = getHandler(processedRequest);
            if (mappedHandler == null) {
                noHandlerFound(processedRequest, response);
                return;
            }

            // step2：根据Handler获取对应的HandlerAdapter
            HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

            // http get请求的缓存处理
            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;
            }

            // step3：调用具体适配器，完成请求处理并返回结果
            mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

            if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
                return;
            }

            applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
            mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
        }
        // 异常处理
        catch (Exception ex) {
            dispatchException = ex;
        }
        catch (Throwable err) {
            // As of 4.3, we're processing Errors thrown from handler methods as well,
            // making them available for @ExceptionHandler methods and other scenarios.
            dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
        }
        // 结果处理
        processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
    }
    catch (Exception ex) {
        // 异常处理
    }

    finally {
        // 资源释放
    }
}