一、什么是橋接模式：

橋接，顧名思義，就是用來連接兩個部分，使得兩個部分可以互相通訊，橋接模式的作用就是為被分離的抽象部分和實現(xiàn)部分搭橋。在現(xiàn)實生活中一個物品在搭配不同的配件時會產(chǎn)生不同的動作和結(jié)果，例如一輛賽車搭配的是硬胎或者是軟胎就能夠在干燥的馬路上行駛，而如果要在下雨的路面行駛，就需要搭配雨胎了，這種根據(jù)行駛的路面不同，需要搭配不同的輪胎的變化的情況，我們從軟件設(shè)計的角度來分析，就是一個系統(tǒng)由于自身的邏輯，會有兩個或多個維度的變化，而為了應(yīng)對這種變化，我們就可以使用橋接模式來進行系統(tǒng)的解耦。 橋接模式將一個系統(tǒng)的抽象部分和實現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨立地進行變化，對應(yīng)到上面就是賽車的種類可以相對變化，輪胎的種類可以相對變化，形成一種交叉的關(guān)系，最后的結(jié)果就是一種賽車對應(yīng)一種輪胎就能夠成功產(chǎn)生一種結(jié)果和行為。

橋接模式將系統(tǒng)的抽象部分與實現(xiàn)部分分離解耦，使他們可以獨立的變化。為了達(dá)到讓抽象部分和實現(xiàn)部分獨立變化的目的，橋接模式使用組合關(guān)系來代替繼承關(guān)系，抽象部分擁有實現(xiàn)部分的接口對象，從而能夠通過這個接口對象來調(diào)用具體實現(xiàn)部分的功能。也就是說，橋接模式中的橋接是一個單方向的關(guān)系，只能夠抽象部分去使用實現(xiàn)部分的對象，而不能反過來。

橋接模式符合“開閉原則”，提高了系統(tǒng)的可拓展性，在兩個變化維度中任意擴展一個維度，都不需要修改原來的系統(tǒng)；并且實現(xiàn)細(xì)節(jié)對客戶不透明，可以隱藏實現(xiàn)細(xì)節(jié)。但是由于聚合關(guān)系建立在抽象層，要求開發(fā)者針對抽象進行編程，這增加系統(tǒng)的理解和設(shè)計難度。

所以，橋接模式一般適用于以下幾種應(yīng)用場景：

（1）系統(tǒng)需要在構(gòu)件的抽象化角色和具體化角色之間增加更多的靈活性，避免在兩個層次之間建立靜態(tài)的繼承聯(lián)系，則可以通過橋接模式使他們在抽象層建立一個關(guān)聯(lián)關(guān)系；

（2）系統(tǒng)不希望使用繼承或因為多層次繼承導(dǎo)致系統(tǒng)類的個數(shù)急劇增加時

（3）一個類存在兩個獨立變化的維度，而這兩個維度都需要進行擴展。

二、UML結(jié)構(gòu)圖：

抽象化角色 Abstraction：定義抽象的接口，包含一個對實現(xiàn)化角色的引用，抽象角色的方法需要調(diào)用實現(xiàn)化角色；擴展抽象化角色 RefinedAbstraction：抽象化角色的子類，一般對抽象部分的方法進行完善和擴展，實現(xiàn)父類中的業(yè)務(wù)方法，并通過組合/聚合關(guān)系調(diào)用實現(xiàn)化角色中的業(yè)務(wù)方法實現(xiàn)化角色 Implementor：定義具體行為、具體特征的應(yīng)用接口，供擴展抽象化角色使用，一般情況下是由實現(xiàn)化角色提供基本的操作，而抽象化角色定義基于實現(xiàn)部分基本操作的業(yè)務(wù)方法；具體實現(xiàn)化角色 ConcreteImplementor：完善實現(xiàn)化角色中定義的具體邏輯。

三、代碼實現(xiàn)：

Implementor 接口類：

public interface Implementor {
    void operationImpl();
}

ConcreteImplementor 接口實現(xiàn)類：

public class ConcreteImplementorA implements Implementor{
    @Override
    public void operationImpl() {
        //具體實現(xiàn)
    }
}
public class ConcreteImplementorB implements Implementor{
    @Override
    public void operationImpl() {
        //具體實現(xiàn)
    }
}

Abstraction 抽象類：

public abstract class Abstraction {
    private Implementor implementor;
    public Abstraction(Implementor implementor) {
        this.implementor = implementor;
    }
    public void operation() {
        implementor.operationImpl();
    }
}

RefinedAbstraction 抽象類的具體實現(xiàn)：

public class RefinedAbstraction extends Abstraction{
    public RefinedAbstraction(Implementor implementor) {
        super(implementor);
    }
    public void refinedOperation() {
        //對 Abstraction 中的 operation 方法進行擴展
    }
}

看了這段通用代碼之后，橋接模式的結(jié)構(gòu)應(yīng)該就很清楚了，需要注意的是 RefinedAbstraction 根據(jù)實際情況是可以有多個的。 當(dāng)然上面的 UML 類圖和通用代碼只是最常用的實現(xiàn)方式而已，在實際使用中可能會有其他的情況，比如 Implementor 只有一個類的情況，雖然這時候可以不去創(chuàng)建 Implementor 接口，精簡類的層次，但是我建議還是需要抽象出實現(xiàn)部分的接口。

四、JDBC源碼解析-橋接模式：

該部分引用自：JDBC和橋接模式 - 枯落 - 博客園

Java 中，我們使用 JDBC 連接數(shù)據(jù)庫時，在各個數(shù)據(jù)庫之間進行切換，基本不需要動太多的代碼，原因就是使用了橋接模式，JDBC 提供統(tǒng)一接口，每種類型的數(shù)據(jù)庫提供各自的實現(xiàn)，然后由橋接類創(chuàng)建一個連接數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動，使用某一個數(shù)據(jù)庫的時候只需要切換一下就行。接下來我們就對 JDBC 的源碼做下剖析：

通過原生JDBC API連接MySQL數(shù)據(jù)庫，則有如下示例代碼：

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://<host>:<port>/<database>");

短短兩行代碼難以看出橋接模式的結(jié)構(gòu)，下面先對源碼進行一定的分析，理解各個類和接口之間的關(guān)系：

1、源碼分析：

（1）Class.forName() 方法：

該方法將返回與給定字符串名的類或接口相關(guān)聯(lián)的 java.lang.Class 類對象，用于在程序運行時動態(tài)加載該類或該接口到當(dāng)前線程中，如果 Class.forName() 加載的是一個類，也會執(zhí)行類中包含的static { } 靜態(tài)代碼段

（2）com.mysql.cj.jdbc.Driver 類：

MySQL 將具體的 java.sql.Driver 接口的實現(xiàn)放到了 NonRegisteringDriver 中，com.mysql.cj.jdbc.Driver 類僅包含一段靜態(tài)代碼，具體類圖如下：

其中最關(guān)鍵的是靜態(tài)代碼段中的 DriverManager.registerDriver(new Driver()) ，它會在客戶端調(diào)用Class.forName() 方法加載 com.mysql.cj.jdbc.Driver 類的同時被執(zhí)行，Driver 類自身的一個實例被注冊到 DriverManager（即保存到 DriverManager 的靜態(tài)字段 registeredDrivers 內(nèi)），注冊過程的源碼如下：

public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)
throws SQLException {
  /* Register the driver if it has not already been added to our list */
  if(driver != null) {
    registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
  } else {
    // This is for compatibility with the original DriverManager
    throw new NullPointerException();
  }
  println("registerDriver: " + driver);
}

registeredDrivers 靜態(tài)字段的類型是實現(xiàn)了 List 接口的 CopyOnWriteArrayList 類，它能夠保存進一步封裝 java.sql.Driver 接口的 DriverInfo 類實例，DriverInfo 類的聲明代碼如下：

class DriverInfo {
  final Driver driver;
  DriverAction da;
  DriverInfo(Driver driver, DriverAction action) {
    this.driver = driver;
    da = action;
  }
  // ……
}

DriverInfo 還包裝了 DriverAction，DriverAction 會在Driver被取消注冊時被調(diào)用，在 MySQL 的 Driver 在向 DriverManager 進行注冊時，DriverAction 被設(shè)置為 null

（3）DriverManager 類：

由上面的分析可得，Class.forName() 方法調(diào)用后，com.mysql.cj.jdbc.Driver 類被加載，并執(zhí)行static { } 靜態(tài)代碼段，將 com.mysql.cj.jdbc.Driver 類實例注冊到 DriverManager 中。然后，客戶端會調(diào)用 DriverManager.getConnection() 方法獲取一個 Connection 數(shù)據(jù)庫連接實例，該方法的部分源碼如下：

private static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
  // ……
  for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
    // If the caller does not have permission to load the driver then
    // skip it.
    if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
      try {
        println(" trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
        Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
        if (con != null) {
          // Success!
          println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
          return (con);
        }
      } catch (SQLException ex) {
        if (reason == null) {
          reason = ex;
        }
      }
    } else {
      println(" skipping: " + aDriver.getClass().getName());
    }
  }
  // ……
}

DriverManager.getConnection() 方法會遍歷 registeredDrivers 靜態(tài)字段，獲取字段內(nèi)保存的每一個 Driver 來嘗試響應(yīng)客戶端的數(shù)據(jù)庫連接請求，若所有 Driver 都連接數(shù)據(jù)庫失敗，則提示連接失敗信息

（4）Connection接口：

Connection 代表和特定數(shù)據(jù)庫的連接會話，能夠執(zhí)行SQL語句并在連接的上下文中返回執(zhí)行結(jié)果。因此，DriverManager.getConnection() 方法返回的 Connection 數(shù)據(jù)庫連接實例根據(jù)不同的數(shù)據(jù)庫有不同的實現(xiàn)，MySQL 的 Connection 接口實現(xiàn)關(guān)系如下：

2、源碼類圖：

根據(jù)源碼的分析，繪制類圖如下：

對 Driver 和 Connection 進行抽象，繪制類圖如下：

橋接模式通過聚合關(guān)系代替繼承關(guān)系，實現(xiàn)抽象化和實現(xiàn)化部分的解耦。以上述 JDBC 在 MySQL 中的簡略類圖為例，抽象化部分有 DriverManager，實現(xiàn)化部分有 Driver 接口和 Connection 接口。對于不同的數(shù)據(jù)庫，Driver接口和Connection接口都有自己獨特的實現(xiàn)類。

但是，和 Driver 接口不同的是，Connection 接口與 DriverManager 類的關(guān)系只是聯(lián)系較弱的依賴關(guān)系，并不符合橋接模式的定義和特點。因此，在考慮橋接模式的情況下，可以再次將類圖進行簡化：

最后，我們將其它數(shù)據(jù)庫的Driver接口實現(xiàn)也考慮在內(nèi)，繪制類圖如下：

橋接模式中的實現(xiàn)化角色 (Implementor) 對應(yīng)上圖的 Driver 接口，具體實現(xiàn)化 (Concrete Implementor) 角色對應(yīng) MysqlDriver、OracleDriver 和 MariadbDriver，擴展抽象化 (Refined Abstraction) 角色對應(yīng) DriverManager，不具有抽象化 (Abstraction) 角色作為擴展抽象化角色的父類

3、對 JDBC 的觀點：

（1）觀點一：JDBC 的橋接模式是一中簡化的橋接模式

橋接模式的主要應(yīng)用場景是某個類存在兩個獨立變化的維度，且這兩個維度都需要進行擴展，而現(xiàn)在僅有 Driver 一個變化維度，DriverManager 沒有抽象化父類，它本身也沒有任何子類，因此我認(rèn)為，在 JDBC 中，是一種簡化的橋接模式。

倘若 JDBC 針對 Connection 接口的設(shè)計不是將它作為 Driver 和 DriverManager 的"依賴"來處理，而是也作為一個變化的維度加入到橋接模式，或許能夠更好地體現(xiàn)JDBC對橋接模式的實現(xiàn)，一種"假想"的橋接模式如下：

（2）觀點二：JDBC采用的是策略模式而不是橋接模式

問題來源知乎：jdbc是橋接模式還是策略模式？ - 知乎

因為這確實和策略模式十分相似，如果把橋接模式的抽象部分簡化來看，不去設(shè)計Abstraction，也就是用 Refined Abstraction 代替 Abstraction，那么就類似于策略模式的 Context 來使用接口的對象。

但是，橋接模式和策略模式的目的是不一樣的，策略模式屬于對象行為模式（描述對象之間怎樣相互協(xié)作共同完成單個對象都無法單獨完成的任務(wù)，以及怎樣分配職責(zé)），它的目的是封裝一系列的算法，使得算法可以相互替代，并在程序運行的不同時刻選擇合適的算法。而橋接模式屬于對象結(jié)構(gòu)模式（描述如何將對象按某種布局組成更大的結(jié)構(gòu)），它的目的是將抽象與實現(xiàn)分離，使它們可以獨立變化

因此，從設(shè)計的目的來看，JDBC采用的并不是策略模式，在一段程序中數(shù)據(jù)庫驅(qū)動并不存在頻繁地相互替換

（3）觀點三：變化的維度一個是平臺，另一個是數(shù)據(jù)庫

這是我認(rèn)同的一個觀點，引用原文的話：變的是平臺和數(shù)據(jù)庫，平臺在 JVM 這個層面就解決了，因為所有操作系統(tǒng) Java 基本都會提供對應(yīng)JDK，這也是 "Once Write，Run AnyWhere" 的原因。而數(shù)據(jù)庫則是依托公司的具體實現(xiàn)，各個公司都提供對應(yīng)的 Driver 類，我用 DriverManager 類進行懶加載.

考慮數(shù)據(jù)庫的實際應(yīng)用場景，我們可能在不同的操作系統(tǒng)上使用不同的數(shù)據(jù)庫，但是JVM的平臺無關(guān)性使得我們不再有操作系統(tǒng)層面上的變化。假設(shè)不存在JVM，那么不同的客戶端加載和運行數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序的代碼自然也各有不同，即 DriverManager 會因操作系統(tǒng)的變化而變化，不同的操作系統(tǒng)可以有不同的注冊 Driver 的方式，不過因為存在JVM，我們現(xiàn)在不再有"平臺"這一變化維度了

（4）觀點四：變化的維度一個是客戶端應(yīng)用系統(tǒng)，另一個是數(shù)據(jù)庫

問題來源：java設(shè)計模式－橋梁模式(橋接模式 Bridge) - 簡書

一個比較獨特的觀點，引用原文的話：應(yīng)用系統(tǒng)作為一個等級結(jié)構(gòu)，與 JDBC 驅(qū)動器這個等級結(jié)構(gòu)是相對獨立的，它們之間沒有靜態(tài)的強關(guān)聯(lián)。應(yīng)用系統(tǒng)通過委派與JDBC驅(qū)動器相互作用，這是一個橋梁模式的例子。

原文筆者不認(rèn)為 DriverManager 作為 Refined Abstraction 角色存在，而是視作兩個變化維度之間的一個"過渡"，原本的"橋"是 Abstraction 和 Implementor 之間的組合/聚合關(guān)系，而現(xiàn)在DriverManager 類本身成為了"橋"，可以看作是橋梁模式的一個變體

（5）觀點五：變化的維度一個是 Driver，一個是 Connection：

如果從觀點四的原文筆者的角度看，把 DriverManager 類本身作為"橋"，那么我們還可以提出一種新的觀點，繪制類圖如下：

設(shè)計模式系列文章：

Java設(shè)計模式之創(chuàng)建型：原型模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：裝飾器模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：橋接模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：外觀模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：組合模式

Java設(shè)計模式之行為型：策略模式

Java設(shè)計模式之行為型：模板方法模式

Java設(shè)計模式之行為型：觀察者模式

Java設(shè)計模式之行為型：訪問者模式

Java設(shè)計模式之行為型：中介者模式

Java設(shè)計模式之行為型：命令模式

Java設(shè)計模式之行為型：備忘錄模式

Java設(shè)計模式之行為型：迭代器模式

Java設(shè)計模式之行為型：解釋器模式

參考博客：

JDBC和橋接模式 - 枯落 - 博客園

輕松掌握J(rèn)ava橋接模式

23種設(shè)計模式（9） java橋接模式

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！