java设计模式之桥接模式

一、桥接模式简介
桥接（Bridge）是用于把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。这种类型的设计模式属于结构型模式，它通过提供抽象化和实现化之间的桥接结构，来实现二者的解耦。
这种模式涉及到一个作为桥接的接口，使得实体类的功能独立于接口实现类。这两种类型的类可被结构化改变而互不影响。
* 抽象化
存在于多个实体中的共同的概念性联系，就是抽象化。作为一个过程，抽象化就是忽略一些信息，从而把不同的实体当做同样的实体对待。
* 实现化
抽象化给出的具体实现，就是实现化。
* 解耦
所谓耦合，就是两个实体的行为的某种强关联。而将它们的强关联去掉，就是耦合的解耦，或称脱耦。在这里，解耦是指将抽象化和实现化之间的耦合解脱开，或者说是将它们之间的强关联改换成弱关联。
将两个角色之间的继承关系改为聚合关系，就是将它们之间的强关联改换成为弱关联。因此，桥梁模式中的所谓解耦，就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用组合/聚合关系而不是继承关系，从而使两者可以相对独立地变化。

桥梁模式所涉及的角色有：
1、抽象化(Abstraction)角色：抽象化给出的定义，并保存一个对实现化对象的引用。
2、修正抽象化(Refined Abstraction)角色：扩展抽象化角色的接口，改变和修正父类对抽象化的定义。
3、实现化(Implementor)角色：这个角色给出实现化角色的接口，但不给出具体的实现。这个接口不一定和抽象化角色的接口定义相同，实际上，这两个接口可以非常不一样。实现化角色应当只给出底层操作，而抽象化角色应当只给出基于底层操作的更高一层的操作。
4、具体实现化(Concrete Implementor)角色：这个角色给出实现化角色接口的具体实现。

使用场景： 
1、如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系，通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。 
2、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。 
3、一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展。

二、桥接模式的实现实例
这里拿遥控器控制不同的电视机为例。

1、首先定义电视机的接口：ITV（实现化角色）

public interface ITV {
	public void on();
	public void off();
	public void switchChannel(int channel);
}

2、电视接口的具体实现（具体实现化角色）
实现三星的 ITV 接口。

public class SamsungTV implements ITV {
	@Override
	public void on() {
		System.out.println("Samsung is turned on.");
	}


	@Override
	public void off() {
		System.out.println("Samsung is turned off.");
	}


	@Override
	public void switchChannel(int channel) {
		System.out.println("Samsung: channel - " + channel);
	}
}

再实现索尼的ITV接口。

public class SonyTV implements ITV {


	@Override
	public void on() {
		System.out.println("Sony is turned on.");
	}


	@Override
	public void off() {
		System.out.println("Sony is turned off.");
	}


	@Override
	public void switchChannel(int channel) {
		System.out.println("Sony: channel - " + channel);
	}
}

3、遥控器要包含对TV的引用，并定义为抽象类。（抽象化角色）

public abstract class AbstractRemoteControl {
	
	private ITV tv;


	public AbstractRemoteControl(ITV tv){
		this.tv = tv;
	}


	public void turnOn(){
		tv.on();
	}


	public void turnOff(){
		tv.off();
	}


	public void setChannel(int channel){
		tv.switchChannel(channel);
	}
}

4、定义遥控器的具体类。（修正抽象化角色），可以有多个实现。

public class LogitechRemoteControl extends AbstractRemoteControl {


	public LogitechRemoteControl(ITV tv) {
		super(tv);
	}


	public void setChannelKeyboard(int channel){
		setChannel(channel);
		System.out.println("Logitech use keyword to set channel.");
	}
}

5、测试

public class Main {
	public static void main(String[] args){
		ITV tv = new SonyTV();
		LogitechRemoteControl lrc = new LogitechRemoteControl(tv);
		lrc.setChannelKeyboard(100);	
	}
}

结果
Sony: channel – 100
Logitech use keyword to set channel.


三、总结
适配器模式与桥接模式的区别和联系
适配器模式和桥接模式都是间接引用对象，因此可以使系统更灵活，在实现上都涉及从自身以外的一个接口向被引用的对象发出请求。两种模式的区别在于使用场合的不同。

1、适配器模式主要解决两个已经有接口间的匹配问题，这种情况下被适配的接口的实现往往是一个黑匣子。我们不想，也不能修改这个接口及其实现。同时也不可能控制其演化，只要相关的对象能与系统定义的接口协同工作即可。适配器模式经常被用在与第三方产品的功能集成上，采用该模式适应新类型的增加的方式是开发针对这个类型的适配器，如下图所示：

2、桥接模式则不同，参与桥接的接口是稳定的，用户可以扩展和修改桥接中的类，但是不能改变接口。桥接模式通过接口继承实现或者类继承实现功能扩展。如下图所示：

按照GOF的说法，桥接模式和适配器模式用于设计的不同阶段，桥接模式用于设计的前期，即在设计类时将类规划为逻辑和实现两个大类，是他们可以分别精心演化；而适配器模式用于设计完成之后，当发现设计完成的类无法协同工作时，可以采用适配器模式。然而很多情况下在设计初期就要考虑适配器模式的使用，如涉及到大量第三方应用接口的情况。
简言之：
适配器：改变已有的两个接口，让他们相容。
桥接模式：分离抽象化和实现，使两者的接口可以不同，目的是分离。
所以说，如果你拿到两个已有模块，想让他们同时工作，那么你使用的适配器。
如果你还什么都没有，但是想分开实现，那么桥接是一个选择。

3、在实际应用中，桥接模式经常和适配器模式同时出现，如下图所示：

这种情况经常出现在需要其他系统提供实现方法时，一个典型的例子是工业控制中的数据采集。不同工控厂家提供的底层数据采集接口通常不同，因此在做上层软件设计无法预知可能遇到何种接口。为此需要定义一个通用的采集接口，然后针对具体的数据采集系统开发相应的适配器。数据存储需要调用数据采集接口获得的数据，而数据可以保存到关系数据库、实时数据库或者文件中。数据存储接口和数据采集结构成了桥接，如下图所示：