桥接模式的代码实现非常简单，但是理解起来稍微有点难度，并且应用场景也比较局限，所以，相当于代理模式来说，桥接模式在实际的项目中并没有那么常用，你只需要简单了解，见到能认识就可以，并不是我们学习的重点。
Demo案例-手机操作问题
需求
现在对不同手机类型的不同品牌实现操作编程(比如:开机、关机、上网，打电话等)，如图:
传统方案解决手机操作问题分析
传统方法对应的类图
- 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。
- 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.
- 解决方案-使用桥接模式
- 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
使用桥接模式的代码
Brand【接口】
//接口
public interface Brand {
void open();
void close();
void call();
}
public abstract class Phone {
//组合品牌
private Brand brand;
//构造器
public Phone(Brand brand) {
super();
this.brand = brand;
}
protected void open() {
this.brand.open();
}
protected void close() {
brand.close();
}
protected void call() {
brand.call();
}
}
public class Vivo implements Brand {
@Override
public void open() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" Vivo手机开机 ");
}
@Override
public void close() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" Vivo手机关机 ");
}
@Override
public void call() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" Vivo手机打电话 ");
}
}
public class XiaoMi implements Brand {
@Override
public void open() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 小米手机开机 ");
}
@Override
public void close() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 小米手机关机 ");
}
@Override
public void call() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 小米手机打电话 ");
}
}
//折叠式手机类，继承 抽象类 Phone
public class FoldedPhone extends Phone {
//构造器
public FoldedPhone(Brand brand) {
super(brand);
}
public void open() {
super.open();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
public void close() {
super.close();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
public void call() {
super.call();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
}
public class UpRightPhone extends Phone {
//构造器
public UpRightPhone(Brand brand) {
super(brand);
}
public void open() {
super.open();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
public void close() {
super.close();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
public void call() {
super.call();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
}
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("==============");
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();
}
}
桥接模式的原理解析
- 桥接模式，也叫作桥梁模式，英文是Bridge Design Pattern。这个模式可以说是 23 种设计模式中最难理解的模式之一了。我查阅了比较多的书籍和资料之后发现，对于这个模式有两种不同的理解方式。
- 当然，这其中“最纯正”的理解方式，当属 GoF 的《设计模式》一书中对桥接模式的定义。毕竟，这 23 种经典的设计模式，最初就是由这本书总结出来的。在 GoF 的《设计模式》一书中，桥接模式是这么定义的：“Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently。”翻译成中文就是：“将抽象和实现解耦，让它们可以独立变化。”
- 关于桥接模式，很多书籍、资料中，还有另外一种理解方式：“一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，我们通过组合的方式，让这两个（或多个）维度可以独立进行扩展。”通过组合关系来替代继承关系，避免继承层次的指数级爆炸。这种理解方式非常类似于，我们之前讲过的“组合优于继承”设计原则，所以，这里我就不多解释了。我们重点看下 GoF 的理解方式。
- GoF 给出的定义非常的简短，单凭这一句话，估计没几个人能看懂是什么意思。所以，我们通过 JDBC 驱动的例子来解释一下。JDBC 驱动是桥接模式的经典应用。我们先来看一下，如何利用 JDBC 驱动来查询数据库。具体的代码如下所示：
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); // 加载及注册JDBC驱动程序
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sample_db?user=root&password=your_password";
Connection con = DriverManager.getConnection(url);
Statement stmt = con.createStatement();
String query = "select * from test";
ResultSet rs = stmt.executeQuery(query);
while (rs.next()) {
rs.getString(1);
rs.getInt(2);
}
- 如果我们想要把 MySQL 数据库换成 Oracle 数据库，只需要把第一行代码中的 com.mysql.jdbc.Driver 换成 oracle.jdbc.driver.OracleDriver 就可以了。当然，也有更灵活的实现方式，我们可以把需要加载的 Driver 类写到配置文件中，当程序启动的时候，自动从配置文件中加载，这样在切换数据库的时候，我们都不需要修改代码，只需要修改配置文件就可以了。
- 不管是改代码还是改配置，在项目中，从一个数据库切换到另一种数据库，都只需要改动很少的代码，或者完全不需要改动代码，那如此优雅的数据库切换是如何实现的呢？
- 源码之下无秘密。要弄清楚这个问题，我们先从 com.mysql.jdbc.Driver 这个类的代码看起。我摘抄了部分相关代码，放到了这里，你可以看一下。
package com.mysql.jdbc;
import java.sql.SQLException;
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
static {
try {
java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException E) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
/**
* Construct a new driver and register it with DriverManager
* @throws SQLException if a database error occurs.
*/
public Driver() throws SQLException {
// Required for Class.forName().newInstance()
}
}
结合 com.mysql.jdbc.Driver 的代码实现，我们可以发现，当执行 Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”) 这条语句的时候，实际上是做了两件事情。第一件事情是要求 JVM 查找并加载指定的 Driver 类，第二件事情是执行该类的静态代码，也就是将 MySQL Driver 注册到 DriverManager 类中。
现在，我们再来看一下，DriverManager 类是干什么用的。具体的代码如下所示。当我们把具体的 Driver 实现类（比如，com.mysql.jdbc.Driver）注册到 DriverManager 之后，后续所有对 JDBC 接口的调用，都会委派到对具体的 Driver 实现类来执行。而 Driver 实现类都实现了相同的接口（java.sql.Driver ），这也是可以灵活切换 Driver 的原因。
public class DriverManager {
private static final CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = = new CopyOnWriteArrayList();
// ...
static {
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}
// ...
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver) throws SQLException {
if (driver != null) {
registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver));
} else {
throw new NullPointerException();
}
}
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()));
}
// ...
}
桥接模式的定义是“将抽象和实现解耦，让它们可以独立变化”。那弄懂定义中“抽象”和“实现”两个概念，就是理解桥接模式的关键。那在 JDBC 这个例子中，什么是“抽象”？什么是“实现”呢？
实际上，JDBC 本身就相当于“抽象”。注意，这里所说的“抽象”，指的并非“抽象类”或“接口”，而是跟具体的数据库无关的、被抽象出来的一套“类库”。具体的 Driver（比如，com.mysql.jdbc.Driver）就相当于“实现”。注意，这里所说的“实现”，也并非指“接口的实现类”，而是跟具体数据库相关的一套“类库”。JDBC 和 Driver 独立开发，通过对象之间的组合关系，组装在一起。JDBC 的所有逻辑操作，最终都委托给 Driver 来执行。
桥接模式的注意事项和细节
- 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。
- 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。
- 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
- 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
- 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。
