适配器模式

适配器模式(Adapter Pattern)：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作，其别名为包装器(Wrapper)。适配器模式既可以作为类结构型模式，也可以作为对象结构型模式。

在适配器模式中，我们通过增加一个新的适配器类来解决接口不兼容的问题，使得原本没有任何关系的类可以协同工作。

根据适配器类与适配者类的关系不同，适配器模式可分为对象适配器和类适配器两种，在对象适配器模式中，适配器与适配者之间是关联关系；在类适配器模式中，适配器与适配者之间是继承(或实现)关系。

角色

Target(目标抽象类)：目标抽象类定义客户所需接口，可以是一个抽象类或接口，也可以是具体类。

Adapter(适配器类)：适配器可以调用另一个接口，作为一个转换器，对Adaptee和Target进行适配，适配器类是适配器模式的核心，在对象适配器中，它通过继承Target并关联一个Adaptee对象使二者产生联系。

Adaptee(适配者类)：适配者即被适配的角色，它定义了一个已经存在的接口，这个接口需要适配，适配者类一般是一个具体类，包含了客户希望使用的业务方法，在某些情况下可能没有适配者类的源代码。

缺省适配器模式(Default Adapter Pattern)：当不需要实现一个接口所提供的所有方法时，可先设计一个抽象类实现该接口，并为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以选择性地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于不想使用一个接口中的所有方法的情况，又称为单接口适配器模式。缺省适配器模式是适配器模式的一种变体，其应用也较为广泛。在JDK类库的事件处理包java.awt.event中广泛使用了缺省适配器模式，如WindowAdapter、KeyAdapter、MouseAdapter等。

示例

类适配器

首先有一个已存在的将被适配的类

public class Adaptee {    public void adapteeRequest() {        System.out.println("被适配者的方法");    }}

定义一个目标接口

public interface Target {    void request();}

怎么才可以在目标接口中的 request() 调用 Adaptee 的 adapteeRequest() 方法呢？

如果直接实现 Target 是不行的

public class ConcreteTarget implements Target {    @Override    public void request() {        System.out.println("concreteTarget目标方法");    }}

如果通过一个适配器类，实现 Target 接口，同时继承了 Adaptee 类，然后在实现的 request() 方法中调用父类的 adapteeRequest() 即可实现

public class Adapter extends Adaptee implements Target{    @Override    public void request() {        //...一些操作...        super.adapteeRequest();        //...一些操作...    }}

我们来测试一下

public class Test {    public static void main(String[] args) {        Target target = new ConcreteTarget();        target.request();        Target adapterTarget = new Adapter();        adapterTarget.request();    }}

输出

concreteTarget目标方法被适配者的方法

这样我们即可在新接口 Target 中适配旧的接口或类

对象适配器

对象适配器与类适配器不同之处在于，类适配器通过继承来完成适配，对象适配器则是通过关联来完成，这里稍微修改一下 Adapter 类即可将转变为对象适配器

public class Adapter implements Target{    // 适配者是对象适配器的一个属性    private Adaptee adaptee = new Adaptee();    @Override    public void request() {        //...        adaptee.adapteeRequest();        //...    }}

​

注意这里的 Adapter 是将 Adaptee 作为一个成员属性，而不是继承它

电压适配器

再来一个好理解的例子，我们国家的民用电都是 220V，日本是 110V，而我们的手机充电一般需要 5V，这时候要充电，就需要一个电压适配器，将 220V 或者 100V 的输入电压变换为 5V 输出

定义输出交流电接口，输出220V交流电类和输出110V交流电类

    int outputAC();}public class AC110 implements AC {    public final int output = 110;    @Override    public int outputAC() {        return output;    }}public class AC220 implements AC {    public final int output = 220;    @Override    public int outputAC() {        return output;    }}

适配器接口，其中 support() 方法用于检查输入的电压是否与适配器匹配，outputDC5V() 方法则用于将输入的电压变换为 5V 后输出

public interface DC5Adapter {    boolean support(AC ac);    int outputDC5V(AC ac);}

实现中国变压适配器和日本变压适配器

public class ChinaPowerAdapter implements DC5Adapter {    public static final int voltage = 220;        @Override    public boolean support(AC ac) {        return (voltage == ac.outputAC());    }        @Override    public int outputDC5V(AC ac) {        int adapterInput = ac.outputAC();        //变压器...        int adapterOutput = adapterInput / 44;        System.out.println("使用ChinaPowerAdapter变压适配器，输入AC:" + adapterInput + "V" + "，输出DC:" + adapterOutput + "V");        return adapterOutput;    }}public class JapanPowerAdapter implements DC5Adapter {    public static final int voltage = 110;    @Override    public boolean support(AC ac) {        return (voltage == ac.outputAC());    }    @Override    public int outputDC5V(AC ac) {        int adapterInput = ac.outputAC();        //变压器...        int adapterOutput = adapterInput / 22;        System.out.println("使用JapanPowerAdapter变压适配器，输入AC:" + adapterInput + "V" + "，输出DC:" + adapterOutput + "V");        return adapterOutput;    }}

测试，准备中国变压适配器和日本变压适配器各一个，定义一个方法可以根据电压找到合适的变压器，然后进行测试

public class Test {    private List adapters = new LinkedList();    public Test() {        this.adapters.add(new ChinaPowerAdapter());        this.adapters.add(new JapanPowerAdapter());    }    // 根据电压找合适的变压器    public DC5Adapter getPowerAdapter(AC ac) {        DC5Adapter adapter = null;        for (DC5Adapter ad : this.adapters) {            if (ad.support(ac)) {                adapter = ad;                break;            }        }        if (adapter == null){            throw new  IllegalArgumentException("没有找到合适的变压适配器");        }        return adapter;    }    public static void main(String[] args) {        Test test = new Test();        AC chinaAC = new AC220();        DC5Adapter adapter = test.getPowerAdapter(chinaAC);        adapter.outputDC5V(chinaAC);        // 去日本旅游，电压是 110V        AC japanAC = new AC110();        adapter = test.getPowerAdapter(japanAC);        adapter.outputDC5V(japanAC);    }}

输出

使用ChinaPowerAdapter变压适配器，输入AC:220V，输出DC:5V使用JapanPowerAdapter变压适配器，输入AC:110V，输出DC:5V

适配器模式总结

主要优点：

1. 将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类来重用现有的适配者类，无须修改原有结构。
2. 增加了类的透明性和复用性，将具体的业务实现过程封装在适配者类中，对于客户端类而言是透明的，而且提高了适配者的复用性，同一个适配者类可以在多个不同的系统中复用。
3. 灵活性和扩展性都非常好，通过使用配置文件，可以很方便地更换适配器，也可以在不修改原有代码的基础上增加新的适配器类，完全符合“开闭原则”。

具体来说，类适配器模式还有如下优点：

• 由于适配器类是适配者类的子类，因此可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。

对象适配器模式还有如下优点：

• 一个对象适配器可以把多个不同的适配者适配到同一个目标；
• 可以适配一个适配者的子类，由于适配器和适配者之间是关联关系，根据“里氏代换原则”，适配者的子类也可通过该适配器进行适配。

类适配器模式的缺点如下：

1. 对于Java、C#等不支持多重类继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，不能同时适配多个适配者；
2. 适配者类不能为最终类，如在Java中不能为final类，C#中不能为sealed类；
3. 在Java、C#等语言中，类适配器模式中的目标抽象类只能为接口，不能为类，其使用有一定的局限性。

对象适配器模式的缺点如下：

• 与类适配器模式相比，要在适配器中置换适配者类的某些方法比较麻烦。如果一定要置换掉适配者类的一个或多个方法，可以先做一个适配者类的子类，将适配者类的方法置换掉，然后再把适配者类的子类当做真正的适配者进行适配，实现过程较为复杂。

适用场景：

• 系统需要使用一些现有的类，而这些类的接口(如方法名)不符合系统的需要，甚至没有这些类的源代码。
• 想创建一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作。

源码分析适配器模式的典型应用

spring AOP中的适配器模式

在Spring的Aop中，使用的 Advice(通知) 来增强被代理类的功能。

Advice的类型有：MethodBeforeAdvice、AfterReturningAdvice、ThrowsAdvice

在每个类型 Advice 都有对应的拦截器，MethodBeforeAdviceInterceptor、AfterReturningAdviceInterceptor、ThrowsAdviceInterceptor

Spring需要将每个 Advice 都封装成对应的拦截器类型，返回给容器，所以需要使用适配器模式对 Advice 进行转换

三个适配者类 Adaptee 如下：

public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {    void before(Method var1, Object[] var2, @Nullable Object var3) throws Throwable;}public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {    void afterReturning(@Nullable Object var1, Method var2, Object[] var3, @Nullable Object var4) throws Throwable;}public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {}

目标接口 Target，有两个方法，一个判断 Advice 类型是否匹配，一个是工厂方法，创建对应类型的 Advice 对应的拦截器

public interface AdvisorAdapter {    boolean supportsAdvice(Advice var1);    MethodInterceptor getInterceptor(Advisor var1);}

三个适配器类 Adapter 分别如下，注意其中的 Advice、Adapter、Interceptor之间的对应关系

class MethodBeforeAdviceAdapter implements AdvisorAdapter, Serializable {@Overridepublic boolean supportsAdvice(Advice advice) {return (advice instanceof MethodBeforeAdvice);}@Overridepublic MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {MethodBeforeAdvice advice = (MethodBeforeAdvice) advisor.getAdvice();return new MethodBeforeAdviceInterceptor(advice);}}@SuppressWarnings("serial")class AfterReturningAdviceAdapter implements AdvisorAdapter, Serializable {@Overridepublic boolean supportsAdvice(Advice advice) {return (advice instanceof AfterReturningAdvice);}@Overridepublic MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {AfterReturningAdvice advice = (AfterReturningAdvice) advisor.getAdvice();return new AfterReturningAdviceInterceptor(advice);}}class ThrowsAdviceAdapter implements AdvisorAdapter, Serializable {@Overridepublic boolean supportsAdvice(Advice advice) {return (advice instanceof ThrowsAdvice);}@Overridepublic MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {return new ThrowsAdviceInterceptor(advisor.getAdvice());}}

客户端 DefaultAdvisorAdapterRegistry

public class DefaultAdvisorAdapterRegistry implements AdvisorAdapterRegistry, Serializable {    private final List adapters = new ArrayList(3);    public DefaultAdvisorAdapterRegistry() {        // 这里注册了适配器        this.registerAdvisorAdapter(new MethodBeforeAdviceAdapter());        this.registerAdvisorAdapter(new AfterReturningAdviceAdapter());        this.registerAdvisorAdapter(new ThrowsAdviceAdapter());    }        public MethodInterceptor[] getInterceptors(Advisor advisor) throws UnknownAdviceTypeException {        List interceptors = new ArrayList(3);        Advice advice = advisor.getAdvice();        if (advice instanceof MethodInterceptor) {            interceptors.add((MethodInterceptor)advice);        }        Iterator var4 = this.adapters.iterator();        while(var4.hasNext()) {            AdvisorAdapter adapter = (AdvisorAdapter)var4.next();            if (adapter.supportsAdvice(advice)) {   // 这里调用适配器方法                interceptors.add(adapter.getInterceptor(advisor));  // 这里调用适配器方法            }        }        if (interceptors.isEmpty()) {            throw new UnknownAdviceTypeException(advisor.getAdvice());        } else {            return (MethodInterceptor[])interceptors.toArray(new MethodInterceptor[0]);        }    }    // ...省略...}    

这里看 while 循环里，逐个取出注册的适配器，调用 supportsAdvice() 方法来判断 Advice 对应的类型，然后调用 getInterceptor() 创建对应类型的拦截器

​

这里应该属于对象适配器模式，关键字 instanceof 可看成是 Advice 的方法，不过这里的 Advice 对象是从外部传进来，而不是成员属性

spring JPA中的适配器模式

在Spring的ORM包中，对于JPA的支持也是采用了适配器模式，首先定义了一个接口的 JpaVendorAdapter，然后不同的持久层框架都实现此接口。

jpaVendorAdapter：用于设置实现厂商JPA实现的特定属性，如设置Hibernate的是否自动生成DDL的属性generateDdl；这些属性是厂商特定的，因此最好在这里设置；目前Spring提供 HibernateJpaVendorAdapter、OpenJpaVendorAdapter、EclipseLinkJpaVendorAdapter、TopLinkJpaVendorAdapter 四个实现。其中最重要的属性是 database，用来指定使用的数据库类型，从而能根据数据库类型来决定比如如何将数据库特定异常转换为Spring的一致性异常，目前支持如下数据库(DB2、DERBY、H2、HSQL、INFORMIX、MYSQL、ORACLE、POSTGRESQL、SQL_SERVER、SYBASE)

public interface JpaVendorAdapter{  // 返回一个具体的持久层提供者  public abstract PersistenceProvider getPersistenceProvider();  // 返回持久层提供者的包名  public abstract String getPersistenceProviderRootPackage();  // 返回持久层提供者的属性  public abstract Map getJpaPropertyMap();  // 返回JpaDialect  public abstract JpaDialect getJpaDialect();  // 返回持久层管理器工厂  public abstract Class extends EntityManagerFactory> getEntityManagerFactoryInterface();  // 返回持久层管理器  public abstract Class extends EntityManager> getEntityManagerInterface();  // 自定义回调方法  public abstract void postProcessEntityManagerFactory(EntityManagerFactory paramEntityManagerFactory);}

我们来看其中一个适配器实现类 HibernateJpaVendorAdapter

public class HibernateJpaVendorAdapter extends AbstractJpaVendorAdapter {    //设定持久层提供者    private final PersistenceProvider persistenceProvider;    //设定持久层方言    private final JpaDialect jpaDialect;    public HibernateJpaVendorAdapter() {        this.persistenceProvider = new HibernatePersistence();        this.jpaDialect = new HibernateJpaDialect();    }    //返回持久层方言    public PersistenceProvider getPersistenceProvider() {        return this.persistenceProvider;    }    //返回持久层提供者    public String getPersistenceProviderRootPackage() {        return "org.hibernate";    }    //返回JPA的属性    public Map getJpaPropertyMap() {        Map jpaProperties = new HashMap();        if (getDatabasePlatform() != null) {            jpaProperties.put("hibernate.dialect", getDatabasePlatform());        } else if (getDatabase() != null) {            Class databaseDialectClass = determineDatabaseDialectClass(getDatabase());            if (databaseDialectClass != null) {                jpaProperties.put("hibernate.dialect",                        databaseDialectClass.getName());            }        }        if (isGenerateDdl()) {            jpaProperties.put("hibernate.hbm2ddl.auto", "update");        }        if (isShowSql()) {            jpaProperties.put("hibernate.show_sql", "true");        }        return jpaProperties;    }    //设定数据库    protected Class determineDatabaseDialectClass(Database database)         {                                                                                               switch (1.$SwitchMap$org$springframework$orm$jpa$vendor$Database[database.ordinal()])         {                                                                                             case 1:                                                                                       return DB2Dialect.class;                                                                    case 2:                                                                                         return DerbyDialect.class;                                                                  case 3:                                                                                         return H2Dialect.class;                                                                     case 4:                                                                                         return HSQLDialect.class;                                                                   case 5:                                                                                         return InformixDialect.class;                                                               case 6:                                                                                         return MySQLDialect.class;                                                                  case 7:                                                                                         return Oracle9iDialect.class;                                                               case 8:                                                                                         return PostgreSQLDialect.class;                                                             case 9:                                                                                         return SQLServerDialect.class;                                                              case 10:                                                                                        return SybaseDialect.class; }                                                               return null;                  }    //返回JPA方言    public JpaDialect getJpaDialect() {        return this.jpaDialect;    }    //返回JPA实体管理器工厂    public Class extends EntityManagerFactory> getEntityManagerFactoryInterface() {        return HibernateEntityManagerFactory.class;    }    //返回JPA实体管理器    public Class extends EntityManager> getEntityManagerInterface() {        return HibernateEntityManager.class;    }}

配置文件中可以这样指定

spring MVC中的适配器模式

Spring MVC中的适配器模式主要用于执行目标 Controller 中的请求处理方法。

在Spring MVC中，DispatcherServlet 作为用户，HandlerAdapter 作为期望接口，具体的适配器实现类用于对目标类进行适配，Controller 作为需要适配的类。

为什么要在 Spring MVC 中使用适配器模式？Spring MVC 中的 Controller 种类众多，不同类型的 Controller 通过不同的方法来对请求进行处理。如果不利用适配器模式的话，DispatcherServlet 直接获取对应类型的 Controller，需要的自行来判断，像下面这段代码一样：

if(mappedHandler.getHandler() instanceof MultiActionController){     ((MultiActionController)mappedHandler.getHandler()).xxx  }else if(mappedHandler.getHandler() instanceof XXX){      ...  }else if(...){     ...  }  

这样假设如果我们增加一个 HardController,就要在代码中加入一行 if(mappedHandler.getHandler() instanceof HardController)，这种形式就使得程序难以维护，也违反了设计模式中的开闭原则 – 对扩展开放，对修改关闭。

我们来看看源码，首先是适配器接口 HandlerAdapter

public interface HandlerAdapter {    boolean supports(Object var1);    ModelAndView handle(HttpServletRequest var1, HttpServletResponse var2, Object var3) throws Exception;    long getLastModified(HttpServletRequest var1, Object var2);}

现该接口的适配器每一个 Controller 都有一个适配器与之对应，这样的话，每自定义一个 Controller 需要定义一个实现 HandlerAdapter 的适配器。

springmvc 中提供的 Controller 实现类有如下

​

springmvc 中提供的 HandlerAdapter 实现类如下

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HttpRequestHandlerAdapter 这个适配器代码如下

public class HttpRequestHandlerAdapter implements HandlerAdapter {    public HttpRequestHandlerAdapter() {    }    public boolean supports(Object handler) {        return handler instanceof HttpRequestHandler;    }    public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {        ((HttpRequestHandler)handler).handleRequest(request, response);        return null;    }    public long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler) {        return handler instanceof LastModified ? ((LastModified)handler).getLastModified(request) : -1L;    }}

当Spring容器启动后，会将所有定义好的适配器对象存放在一个List集合中，当一个请求来临时，DispatcherServlet 会通过 handler 的类型找到对应适配器，并将该适配器对象返回给用户，然后就可以统一通过适配器的 hanle() 方法来调用 Controller 中的用于处理请求的方法。

public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet {    private List handlerAdapters;        //初始化handlerAdapters    private void initHandlerAdapters(ApplicationContext context) {        //..省略...    }        // 遍历所有的 HandlerAdapters，通过 supports 判断找到匹配的适配器    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;}}}// 分发请求，请求需要找到匹配的适配器来处理protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {HttpServletRequest processedRequest = request;HandlerExecutionChain mappedHandler = null;// Determine handler for the current request.mappedHandler = getHandler(processedRequest);// 确定当前请求的匹配的适配器.HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());    }// ...省略...}

通过适配器模式我们将所有的 controller 统一交给 HandlerAdapter 处理，免去了写大量的 if-else 语句对 Controller 进行判断，也更利于扩展新的 Controller 类型。