在閻宏博士的《JAVA與模式》一書中開頭是這樣描述橋梁（Bridge）模式的：

　　橋梁模式是對(duì)象的結(jié)構(gòu)模式。又稱為柄體(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。橋梁模式的用意是“將抽象化(Abstraction)與實(shí)現(xiàn)化(Implementation)脫耦，使得二者可以獨(dú)立地變化”。

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橋梁模式的用意

　　橋梁模式雖然不是一個(gè)使用頻率很高的模式，但是熟悉這個(gè)模式對(duì)于理解面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則，包括“開-閉”原則以及組合/聚合復(fù)用原則都很有幫助。理解好這兩個(gè)原則，有助于形成正確的設(shè)計(jì)思想和培養(yǎng)良好的設(shè)計(jì)風(fēng)格。

　　橋梁模式的用意是“將抽象化(Abstraction)與實(shí)現(xiàn)化(Implementation)脫耦，使得二者可以獨(dú)立地變化”。這句話很短，但是第一次讀到這句話的人很可能都會(huì)思考良久而不解其意。

　　這句話有三個(gè)關(guān)鍵詞，也就是抽象化、實(shí)現(xiàn)化和脫耦。理解這三個(gè)詞所代表的概念是理解橋梁模式用意的關(guān)鍵。

• 　　抽象化

　　從眾多的事物中抽取出共同的、本質(zhì)性的特征，而舍棄其非本質(zhì)的特征，就是抽象化。例如蘋果、香蕉、生梨、 桃子等，它們共同的特性就是水果。得出水果概念的過程，就是一個(gè)抽象化的過程。要抽象，就必須進(jìn)行比較，沒有比較就無法找到在本質(zhì)上共同的部分。共同特征是指那些能把一類事物與他類事物區(qū)分開來的特征，這些具有區(qū)分作用的特征又稱本質(zhì)特征。因此抽取事物的共同特征就是抽取事物的本質(zhì)特征，舍棄非本質(zhì)的特征。 所以抽象化的過程也是一個(gè)裁剪的過程。在抽象時(shí)，同與不同，決定于從什么角度上來抽象。抽象的角度取決于分析問題的目的。

　　通常情況下，一組對(duì)象如果具有相同的特征，那么它們就可以通過一個(gè)共同的類來描述。如果一些類具有相同的特征，往往可以通過一個(gè)共同的抽象類來描述。

• 　　實(shí)現(xiàn)化

　　抽象化給出的具體實(shí)現(xiàn)，就是實(shí)現(xiàn)化。

　　一個(gè)類的實(shí)例就是這個(gè)類的實(shí)例化，一個(gè)具體子類是它的抽象超類的實(shí)例化。

• 　　脫耦

　　所謂耦合，就是兩個(gè)實(shí)體的行為的某種強(qiáng)關(guān)聯(lián)。而將它們的強(qiáng)關(guān)聯(lián)去掉，就是耦合的解脫，或稱脫耦。在這里，脫耦是指將抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間的耦合解脫開，或者說是將它們之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)改換成弱關(guān)聯(lián)。

　　所謂強(qiáng)關(guān)聯(lián)，就是在編譯時(shí)期已經(jīng)確定的，無法在運(yùn)行時(shí)期動(dòng)態(tài)改變的關(guān)聯(lián)；所謂弱關(guān)聯(lián)，就是可以動(dòng)態(tài)地確定并且可以在運(yùn)行時(shí)期動(dòng)態(tài)地改變的關(guān)聯(lián)。顯然，在Java語言中，繼承關(guān)系是強(qiáng)關(guān)聯(lián)，而聚合關(guān)系是弱關(guān)聯(lián)。

　　將兩個(gè)角色之間的繼承關(guān)系改為聚合關(guān)系，就是將它們之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)改換成為弱關(guān)聯(lián)。因此，橋梁模式中的所謂脫耦，就是指在一個(gè)軟件系統(tǒng)的抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間使用聚合關(guān)系而不是繼承關(guān)系，從而使兩者可以相對(duì)獨(dú)立地變化。這就是橋梁模式的用意。

橋梁模式的結(jié)構(gòu)

　　下圖所示就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了橋梁模式的示意性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖：

　　可以看出，這個(gè)系統(tǒng)含有兩個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)：

　　一、由抽象化角色和修正抽象化角色組成的抽象化等級(jí)結(jié)構(gòu)。

　　二、由實(shí)現(xiàn)化角色和兩個(gè)具體實(shí)現(xiàn)化角色所組成的實(shí)現(xiàn)化等級(jí)結(jié)構(gòu)。

　　橋梁模式所涉及的角色有：

　　●　　抽象化(Abstraction)角色：抽象化給出的定義，并保存一個(gè)對(duì)實(shí)現(xiàn)化對(duì)象的引用。

　　●　　修正抽象化(RefinedAbstraction)角色：擴(kuò)展抽象化角色，改變和修正父類對(duì)抽象化的定義。

　　●　　實(shí)現(xiàn)化(Implementor)角色：這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色的接口，但不給出具體的實(shí)現(xiàn)。必須指出的是，這個(gè)接口不一定和抽象化角色的接口定義相同，實(shí)際上，這兩個(gè)接口可以非常不一樣。實(shí)現(xiàn)化角色應(yīng)當(dāng)只給出底層操作，而抽象化角色應(yīng)當(dāng)只給出基于底層操作的更高一層的操作。

　　●　　具體實(shí)現(xiàn)化(ConcreteImplementor)角色：這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色接口的具體實(shí)現(xiàn)。

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　　抽象化角色就像是一個(gè)水杯的手柄，而實(shí)現(xiàn)化角色和具體實(shí)現(xiàn)化角色就像是水杯的杯身。手柄控制杯身，這就是此模式別名“柄體”的來源。

　　對(duì)象是對(duì)行為的封裝，而行為是由方法實(shí)現(xiàn)的。在這個(gè)示意性系統(tǒng)里，抽象化等級(jí)結(jié)構(gòu)中的類封裝了operation()方法；而實(shí)現(xiàn)化等級(jí)結(jié)構(gòu)中的類封裝的是operationImpl()方法。當(dāng)然，在實(shí)際的系統(tǒng)中往往會(huì)有多于一個(gè)的方法。

　　抽象化等級(jí)結(jié)構(gòu)中的方法通過向?qū)?yīng)的實(shí)現(xiàn)化對(duì)象的委派實(shí)現(xiàn)自己的功能，這意味著抽象化角色可以通過向不同的實(shí)現(xiàn)化對(duì)象委派，來達(dá)到動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)換自己的功能的目的。

源代碼

　　抽象化角色類，它聲明了一個(gè)方法operation()，并給出了它的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)實(shí)現(xiàn)是通過向?qū)崿F(xiàn)化對(duì)象的委派(調(diào)用operationImpl()方法)實(shí)現(xiàn)的。

public abstract class Abstraction {protected Implementor impl; public Abstraction(Implementor impl){ this.impl = impl; } //示例方法 public void operation(){ impl.operationImpl(); } }

　　修正抽象化角色

public class RefinedAbstraction extends Abstraction {public RefinedAbstraction(Implementor impl) { super(impl); } //其他的操作方法 public void otherOperation(){ } }

　　實(shí)現(xiàn)化角色

public abstract class Implementor {/** * 示例方法，實(shí)現(xiàn)抽象部分需要的某些具體功能 */ public abstract void operationImpl(); }

　　具體實(shí)現(xiàn)化角色

public class ConcreteImplementorA extends Implementor {@Overridepublic void operationImpl() { //具體操作 } } public class ConcreteImplementorB extends Implementor {@Overridepublic void operationImpl() { //具體操作 } }

　　一般而言，實(shí)現(xiàn)化角色中的每個(gè)方法都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)抽象化角色中的某一個(gè)方法與之對(duì)應(yīng)，但是反過來則不一定。換言之，抽象化角色的接口比實(shí)現(xiàn)化角色的接口寬。抽象化角色除了提供與實(shí)現(xiàn)化角色相關(guān)的方法之外，還有可能提供其他的方法；而實(shí)現(xiàn)化角色則往往僅為實(shí)現(xiàn)抽象化角色的相關(guān)行為而存在。

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使用場景

　　考慮這樣一個(gè)實(shí)際的業(yè)務(wù)功能：發(fā)送提示消息?；旧纤袔I(yè)務(wù)流程處理的系統(tǒng)都會(huì)有這樣的功能，比如OA上有尚未處理完畢的文件，需要發(fā)送一條消息提示他。

　　從業(yè)務(wù)上看，消息又分成普通消息、加急消息和特急消息多種，不同的消息類型，業(yè)務(wù)功能處理是不一樣的，比如加急消息是在消息上添加加急，而特急消息除了添加特急外，還會(huì)做一條催促的記錄，多久不完成會(huì)繼續(xù)催促；從發(fā)送消息的手段上看，又有系統(tǒng)內(nèi)短消息、手機(jī)短信息、郵件等。

不使用模式的解決方案

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　實(shí)現(xiàn)發(fā)送普通消息

　　先考慮實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單點(diǎn)的版本，比如，消息只是實(shí)現(xiàn)發(fā)送普通消息，發(fā)送的方式只實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)短消息和郵件。其他的功能，等這個(gè)版本完成后，再繼續(xù)添加。

源代碼

　　消息的統(tǒng)一接口

public interface Message {/*** 發(fā)送消息* @param message 要發(fā)送消息的內(nèi)容 * @param toUser 消息的接受者 */ public void send(String message , String toUser); }

　　系統(tǒng)內(nèi)短消息示例類

public class CommonMessageSMS implements Message {@Overridepublic void send(String message, String toUser) { System.out.println("使用系統(tǒng)內(nèi)短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　　郵件消息示例類

public class CommonMessageEmail implements Message{@Overridepublic void send(String message, String toUser) { System.out.println("使用郵件短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　實(shí)現(xiàn)發(fā)送加急消息

　　發(fā)送加急消息同樣有兩種方式，系統(tǒng)內(nèi)短消息和郵件方式。但是加急消息的實(shí)現(xiàn)不同于普通消息，加急消息會(huì)自動(dòng)在消息上添加加急，然后在再發(fā)送消息；另外加急消息會(huì)提供監(jiān)控的方法，讓客戶端可以隨時(shí)通過這個(gè)方法來了解對(duì)于加急消息的處理進(jìn)度。比如，相應(yīng)的人員是否接收到這個(gè)信息，相應(yīng)的處理工作是否已經(jīng)展開。因此加急消息需要擴(kuò)展出一個(gè)新的接口，除了基本的發(fā)送消息的功能，還需要添加監(jiān)控功能。

源代碼

　　加急消息的接口

public interface UrgencyMessage extends Message {/** * 監(jiān)控指定消息的處理過程 * @param messageId 被監(jiān)控的消息編號(hào) * @return 監(jiān)控到的消息的處理狀態(tài) */ public Object watch(String messageId); }

　　系統(tǒng)內(nèi)加急短消息示例類

public class UrgencyMessageSMS implements UrgencyMessage {@Overridepublic Object watch(String messageId) { // 根據(jù)消息id獲取消息的狀態(tài)，組織成監(jiān)控的數(shù)據(jù)對(duì)象，然后返回 return null; } @Override public void send(String message, String toUser) { message = "加急：" + message; System.out.println("使用系統(tǒng)內(nèi)短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　　郵件加急短消息示例類

public class UrgencyMessageEmail implements UrgencyMessage {@Overridepublic Object watch(String messageId) { // 根據(jù)消息id獲取消息的狀態(tài)，組織成監(jiān)控的數(shù)據(jù)對(duì)象，然后返回 return null; } @Override public void send(String message, String toUser) { message = "加急：" + message; System.out.println("使用郵件短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　實(shí)現(xiàn)發(fā)送特急消息

　　特急消息不需要查看處理進(jìn)程，只有沒有完成，就直接催促，也就是說，對(duì)于特急消息，在普通消息的處理基礎(chǔ)上，需要添加催促的功能。

　　觀察上面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很明顯的問題，那就是通過這種繼承的方式來擴(kuò)展消息處理，會(huì)非常不方便。實(shí)現(xiàn)加急消息處理的時(shí)候，必須實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)短消息和郵件兩種處理方式，因?yàn)闃I(yè)務(wù)處理可能不同，在實(shí)現(xiàn)特急消息處理的時(shí)候，又必須實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)短信息和郵件兩種處理方式。這意味著，以后每次擴(kuò)展一下消息處理，都必須要實(shí)現(xiàn)這兩種處理方式，這還不算完，如果要添加新的實(shí)現(xiàn)方式呢？

　添加發(fā)送手機(jī)消息的處理方式

　　如果要添加一種新的發(fā)送消息的方式，是需要在每一種抽象的具體實(shí)現(xiàn)中，都添加發(fā)送手機(jī)消息的處理的。也就是說，發(fā)送普通消息、加急消息和特急消息的處理，都可以通過手機(jī)來發(fā)送。

　　

　　采用通過繼承來擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)方式，有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，擴(kuò)展消息的種類不太容易。不同種類的消息具有不同的業(yè)務(wù)，也就是有不同的實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，每一種類的消息，需要實(shí)現(xiàn)所有不同的消息發(fā)送方式。更可怕的是，如果要新加入一種消息的發(fā)送方式，那么會(huì)要求所有的消息種類都有加入這種新的發(fā)送方式的實(shí)現(xiàn)。

　　那么究竟該如何才能既實(shí)現(xiàn)功能，又可以靈活地?cái)U(kuò)展呢？

使用橋梁模式來解決問題

　　根據(jù)業(yè)務(wù)的功能要求，業(yè)務(wù)的變化具有兩個(gè)維度，一個(gè)維度是抽象的消息，包括普通消息、加急消息和特急消息，這幾個(gè)抽象的消息本身就具有一定的關(guān)系，加急消息和特急消息會(huì)擴(kuò)展普通消息；另一個(gè)維度是在具體的消息發(fā)送方式上，包括系統(tǒng)內(nèi)短消息、郵件和手機(jī)短消息，這幾個(gè)方式是平等的，可被切換的方式。

　　

　　

　　現(xiàn)在出現(xiàn)問題的根本原因，就在于消息的抽象和實(shí)現(xiàn)是混雜在一起的，這就導(dǎo)致了一個(gè)緯度的變化會(huì)引起另一個(gè)緯度進(jìn)行相應(yīng)的變化，從而使得程序擴(kuò)展起來非常困難。

　　要想解決這個(gè)問題，就必須把這兩個(gè)緯度分開，也就是將抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分分開，讓它們相互獨(dú)立，這樣就可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的變化，使擴(kuò)展變得簡單。抽象部分就是各個(gè)消息的類型所對(duì)應(yīng)的功能，而實(shí)現(xiàn)部分就是各種發(fā)送消息的方式。按照橋梁模式的結(jié)構(gòu)，給抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分分別定義接口，然后分別實(shí)現(xiàn)它們就可以了。

　　

　源代碼

　　抽象消息類

public abstract class AbstractMessage {//持有一個(gè)實(shí)現(xiàn)部分的對(duì)象 MessageImplementor impl; /** * 構(gòu)造方法，傳入實(shí)現(xiàn)部分的對(duì)象 * @param impl 實(shí)現(xiàn)部分的對(duì)象 */ public AbstractMessage(MessageImplementor impl){ this.impl = impl; } /** * 發(fā)送消息，委派給實(shí)現(xiàn)部分的方法 * @param message 要發(fā)送消息的內(nèi)容 * @param toUser 消息的接受者 */ public void sendMessage(String message , String toUser){ this.impl.send(message, toUser); } }

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　　普通消息類

public class CommonMessage extends AbstractMessage {public CommonMessage(MessageImplementor impl) { super(impl); } @Override public void sendMessage(String message, String toUser) { // 對(duì)于普通消息，直接調(diào)用父類方法，發(fā)送消息即可 super.sendMessage(message, toUser); } }

　　加急消息類

public class UrgencyMessage extends AbstractMessage {public UrgencyMessage(MessageImplementor impl) { super(impl); } @Override public void sendMessage(String message, String toUser) { message = "加急：" + message; super.sendMessage(message, toUser); } /** * 擴(kuò)展自己的新功能，監(jiān)控某消息的處理狀態(tài) * @param messageId 被監(jiān)控的消息編號(hào) * @return 監(jiān)控到的消息的處理狀態(tài) */ public Object watch(String messageId) { // 根據(jù)消息id獲取消息的狀態(tài)，組織成監(jiān)控的數(shù)據(jù)對(duì)象，然后返回 return null; } }

　　實(shí)現(xiàn)發(fā)送消息的統(tǒng)一接口

public interface MessageImplementor {/*** 發(fā)送消息* @param message 要發(fā)送消息的內(nèi)容 * @param toUser 消息的接受者 */ public void send(String message , String toUser); }

　　系統(tǒng)內(nèi)短消息的實(shí)現(xiàn)類

public class MessageSMS implements MessageImplementor {@Overridepublic void send(String message, String toUser) { System.out.println("使用系統(tǒng)內(nèi)短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　　郵件短消息的實(shí)現(xiàn)類

public class MessageEmail implements MessageImplementor {@Overridepublic void send(String message, String toUser) { System.out.println("使用郵件短消息的方法，發(fā)送消息'"+message+"'給"+toUser); } }

　　客戶端類

public class Client {public static void main(String[] args) { //創(chuàng)建具體的實(shí)現(xiàn)對(duì)象 MessageImplementor impl = new MessageSMS(); //創(chuàng)建普通消息對(duì)象 AbstractMessage message = new CommonMessage(impl); message.sendMessage("加班申請(qǐng)速批","李總"); //將實(shí)現(xiàn)方式切換成郵件，再次發(fā)送 impl = new MessageEmail(); //創(chuàng)建加急消息對(duì)象 message = new UrgencyMessage(impl); message.sendMessage("加班申請(qǐng)速批","李總"); } }

　　觀察上面的例子會(huì)發(fā)現(xiàn)，采用橋梁模式來實(shí)現(xiàn)，抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分分離開了，可以相互獨(dú)立的變化，而不會(huì)相互影響。因此在抽象部分添加新的消息處理（特急消息），對(duì)發(fā)送消息的實(shí)現(xiàn)部分是沒有影響的；反過來增加發(fā)送消息的方式（手機(jī)短消息），對(duì)消息處理部分也是沒有影響的。

橋梁模式的優(yōu)點(diǎn)

　　●　　分離抽象和實(shí)現(xiàn)部分

　　橋梁模式分離了抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分，從而極大地提供了系統(tǒng)的靈活性。讓抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分獨(dú)立出來，分別定義接口，這有助于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分層，從而產(chǎn)生更好的結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)。

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　　●　　更好的擴(kuò)展性

　　橋梁模式使得抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分可以分別獨(dú)立地?cái)U(kuò)展，而不會(huì)相互影響，從而大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

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橋梁模式在Java中的使用

　　橋梁模式在Java應(yīng)用中的一個(gè)非常典型的例子就是JDBC驅(qū)動(dòng)器。JDBC為所有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供一個(gè)通用的界面。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)器，然后通過驅(qū)動(dòng)器向數(shù)據(jù)庫引擎發(fā)出指令。這個(gè)過程就是將抽象角色的行為委派給實(shí)現(xiàn)角色的過程。

　　抽象角色可以針對(duì)任何數(shù)據(jù)庫引擎發(fā)出查詢指令，因?yàn)槌橄蠼巧⒉恢苯优c數(shù)據(jù)庫引擎打交道，JDBC驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)這個(gè)底層的工作。由于JDBC驅(qū)動(dòng)器的存在，應(yīng)用系統(tǒng)可以不依賴于數(shù)據(jù)庫引擎的細(xì)節(jié)而獨(dú)立地演化；同時(shí)數(shù)據(jù)庫引擎也可以獨(dú)立于應(yīng)用系統(tǒng)的細(xì)節(jié)而獨(dú)立的演化。兩個(gè)獨(dú)立的等級(jí)結(jié)構(gòu)如下圖所示，左邊是JDBC API的等級(jí)結(jié)構(gòu)，右邊是JDBC驅(qū)動(dòng)器的等級(jí)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用程序是建立在JDBC API的基礎(chǔ)之上的。

　　應(yīng)用系統(tǒng)作為一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)，與JDBC驅(qū)動(dòng)器這個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)是相對(duì)獨(dú)立的，它們之間沒有靜態(tài)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。應(yīng)用系統(tǒng)通過委派與JDBC驅(qū)動(dòng)器相互作用，這是一個(gè)橋梁模式的例子。

　　JDBC的這種架構(gòu)，把抽象部分和具體部分分離開來，從而使得抽象部分和具體部分都可以獨(dú)立地?cái)U(kuò)展。對(duì)于應(yīng)用程序而言，只要選用不同的驅(qū)動(dòng)，就可以讓程序操作不同的數(shù)據(jù)庫，而無需更改應(yīng)用程序，從而實(shí)現(xiàn)在不同的數(shù)據(jù)庫上移植；對(duì)于驅(qū)動(dòng)程序而言，為數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)程序，并不會(huì)影響應(yīng)用程序。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《JAVA与模式》之桥梁模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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