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设计模式——适配器设计模式（结构型）

news 来源：原创 2025/6/4 8:29:36

摘要

本文详细介绍了适配器设计模式，包括其定义、核心思想、角色、结构、实现方式、适用场景及实战示例。适配器模式是一种结构型设计模式，通过将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，解决接口不兼容问题，提高系统灵活性和可复用性，符合“开闭原则”。文中还探讨了对象适配器和类适配器两种实现方式，以及如何结合策略模式动态选择适配器。

1. 适配器设计模式定义

适配器模式：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。适配器就是“中间翻译层”，用一个类把“不兼容”的类封装起来，让它们看起来“兼容”，从而可以被别的类调用。

1.1.1. 适配器模式的核心思想

解决接口不兼容问题：通过适配器，将一个类的接口“包装”成另一个接口，供客户端调用。
提高系统的灵活性和可复用性：客户端无需修改现有代码即可调用新的类或组件。
符合“开闭原则”：对扩展开放，对修改关闭。

1.1.2. 📌 核心点总结：

点位	含义
目标接口	客户端期望使用的接口。
适配者（Adaptee）	已有的类（接口不兼容）
适配器（Adapter）	封装 Adaptee，实现 Target 接口，实现“转换”逻辑。

1.1.3. 适配器模式的角色

角色	说明
目标接口 (Target)	客户端期望的接口。客户端通过这个接口与适配器交互。
需要适配的类 (Adaptee)	现有的接口或类，功能符合需求，但接口不兼容。
适配器 (Adapter)	实现目标接口，内部持有需要适配的类的实例，并通过调用其方法来实现目标接口。

2. 适配器设计模式结构

适配器模式包含如下角色：

Target：目标抽象类
Adapter：适配器类
Adaptee：适配者类
Client：客户类

适配器模式有对象适配器和类适配器两种实现：

2.1. 对象适配器：

2.2. 类适配器：

2.3. 时序图

3. 适配器设计模式实现方式

3.1. 对象适配器（Object Adapter）

实现方式：适配器类内部通过组合的方式，持有被适配者类（Adaptee）的实例。

特点：

适配器实现目标接口（Target），
内部调用被适配者实例的方法实现目标接口的方法，
适配灵活，适配器和被适配者解耦，
适配器可以适配多个被适配者实例。

结构示例

// 目标接口
interface Target {void request();
}// 被适配者
class Adaptee {void specificRequest() {System.out.println("被适配者的具体请求");}
}// 适配器（对象适配器）
class Adapter implements Target {private Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic void request() {// 通过调用被适配者的方法完成目标接口功能adaptee.specificRequest();}
}

3.2. 类适配器（Class Adapter）

实现方式：适配器通过继承的方式，同时继承被适配者类（Adaptee），并实现目标接口（Target）。

特点：

适配器类是被适配者的子类，
可以直接调用被适配者的受保护或公共方法，
只能适配一个被适配者类（Java单继承限制），
适配器和被适配者耦合度较高。

结构示例

// 目标接口
interface Target {void request();
}// 被适配者
class Adaptee {void specificRequest() {System.out.println("被适配者的具体请求");}
}// 适配器（类适配器）
class Adapter extends Adaptee implements Target {@Overridepublic void request() {// 直接调用父类的方法super.specificRequest();}
}

3.3. 适配器示例总结

特性	对象适配器	类适配器
适配方式	组合（持有被适配者实例）	继承（直接继承被适配者）
灵活性	高，可以动态切换适配对象	低，继承限制，固定继承一个类
耦合度	低	高
Java单继承限制	无限制	只能继承一个被适配者类

4. 适配器设计模式适合场景

4.1. ✅ 适合使用适配器设计模式的场景

使用场景	说明
对接多个第三方接口，接口风格不一致	比如接多个风控、支付、短信、物流等服务，不同厂商接口差异很大。→ 使用适配器封装不同厂商接口，统一成系统期望的接口。
封装老旧系统/遗留代码	老系统接口风格与新系统不一致，但又不能修改旧代码。→ 使用适配器包装旧接口，提供符合新接口的使用方式。
统一Controller参数处理逻辑	Spring MVC 中自定义参数解析器 `HandlerMethodArgumentResolver`，可以视为一种适配器，将 HTTP 请求参数适配成业务对象。
消息中间件适配	Kafka、RabbitMQ、RocketMQ 提供的消息结构不一致，可使用适配器封装统一消费接口。
统一日志、监控、埋点等系统接入方式	不同日志系统（如 Logback、Log4j、ELK）、监控平台（如 Prometheus、SkyWalking）API 不统一，使用适配器将其统一为系统内部日志接口。
兼容不同规则引擎或插件机制	接入 Drools、EasyRules、自研规则引擎，通过适配器统一规则执行接口。
跨平台资源访问	比如统一适配本地文件系统、FTP、OSS、MinIO 等多种文件服务的上传/下载接口。

4.2. ❌ 不适合使用适配器设计模式的场景

场景	原因
接口已经统一，只需调用不同实现	用策略模式或 Spring Bean 多实现注入更合适
功能非常简单，仅调用一行代码	直接调用原类，无需适配
高性能要求场景，不能增加中间层	适配器可能增加调用链层次
适配器维护成本高于直接重构原类	如果可控代码建议重构，而不是套一层适配器

4.3. 📌 适配器设计模式总结

项目	适配器设计模式适用	不适用
是否接口不兼容但需协同工作	✅ 是	❌ 否
是否需要复用现有类且不改代码	✅ 是	❌ 否
是否频繁变更需求接口	❌ 否	✅ 是
是否对性能极度敏感	❌ 否	✅ 是
是否适配类与目标接口差异大	❌ 否	✅ 是

5. 适配器设计模式实战示例

背景：风控系统中，有多个第三方风险评分服务接口（接口不统一），需要统一成系统期望的接口供业务调用。使用适配器模式实现不同第三方服务的适配。

5.1. 场景描述

系统需要调用不同第三方风控服务接口（比如：AlphaRiskService、BetaRiskService），它们方法名、参数不同。
系统定义统一的风控评分接口RiskScoreService，所有第三方服务通过适配器实现该接口。
Spring管理适配器bean，业务直接调用统一接口。

5.2. 定义统一风控评分接口（目标接口）

public interface RiskScoreService {/*** 计算用户的风险评分* @param userId 用户ID* @return 风险评分分数，范围0-100*/int calculateRiskScore(String userId);
}

5.3. 第三方风控服务接口及实现（被适配者）

// 第三方A风险服务，接口不统一
public class AlphaRiskService {public double getUserRisk(String userId) {// 模拟调用第三方接口，返回0.0~1.0的风险概率return Math.random();}
}// 第三方B风险服务，接口不同
public class BetaRiskService {public int fetchRiskLevel(String userId) {// 返回风险等级 1~5，5最高风险return (int)(Math.random() * 5) + 1;}
}

5.4. 适配器实现统一接口

import org.springframework.stereotype.Component;// Alpha适配器，组合方式（对象适配器）
@Component
public class AlphaRiskAdapter implements RiskScoreService {@Autowiredprivate final AlphaRiskService alphaRiskService;@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {double riskProb = alphaRiskService.getUserRisk(userId);// 将0.0~1.0风险概率转为0~100分return (int)(riskProb * 100);}
}// Beta适配器，组合方式
@Component
public class BetaRiskAdapter implements RiskScoreService {@Autowiredprivate final BetaRiskService betaRiskService;@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {int riskLevel = betaRiskService.fetchRiskLevel(userId);// 将风险等级1~5映射为0~100分return (riskLevel - 1) * 25;}
}

5.5. 业务服务调用统一接口

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class RiskEvaluationService {@Autowiredprivate final RiskScoreService riskScoreService;// 自定义注解@Qualifier来选择注入哪个适配器。// @Qualifier("")// private final RiskScoreService riskScoreService;public void evaluateUserRisk(String userId) {int score = riskScoreService.calculateRiskScore(userId);System.out.println("用户 " + userId + " 的风险评分为：" + score);// 根据风险评分做后续风控策略处理...}
}

5.6. Spring配置说明

你可以通过Spring配置或自定义注解@Qualifier来选择注入哪个适配器。
或者用策略模式管理多个适配器，根据业务动态选择。

6. 适配器设计模式思考

6.1. 用策略模式管理多个适配器，根据业务动态选择（策略模式 + 适配器模式结合示例）。

下面给你一个策略模式 + 适配器模式结合的示例，用于风控系统中动态选择不同适配器实现。

6.1.1. 设计思路

各个第三方风控服务适配成实现统一接口 RiskScoreService 的适配器。
定义策略上下文 RiskScoreContext，根据业务传入的标识动态选择具体适配器（策略）执行。
Spring管理多个适配器Bean，使用 @Qualifier 或自定义注解区分。
业务调用上下文，动态选择适配器执行。

6.1.2. 统一接口（适配器接口）

public interface RiskScoreService {int calculateRiskScore(String userId);
}

6.1.3. 2. 两个适配器实现（对象适配器）

import org.springframework.stereotype.Component;@Component("alphaAdapter")
public class AlphaRiskAdapter implements RiskScoreService {private final AlphaRiskService alphaRiskService = new AlphaRiskService();@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {double riskProb = alphaRiskService.getUserRisk(userId);return (int) (riskProb * 100);}
}@Component("betaAdapter")
public class BetaRiskAdapter implements RiskScoreService {private final BetaRiskService betaRiskService = new BetaRiskService();@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {int riskLevel = betaRiskService.fetchRiskLevel(userId);return (riskLevel - 1) * 25;}
}

6.1.4. 策略上下文类，注入所有适配器

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Map;@Component
public class RiskScoreContext {private final Map<String, RiskScoreService> strategyMap;@Autowiredpublic RiskScoreContext(Map<String, RiskScoreService> strategyMap) {this.strategyMap = strategyMap;}/*** 根据key选择对应的适配器执行* @param strategyKey 适配器标识，如 "alphaAdapter"、"betaAdapter"* @param userId 用户ID* @return 风险评分*/public int calculate(String strategyKey, String userId) {RiskScoreService service = strategyMap.get(strategyKey);if (service == null) {throw new IllegalArgumentException("未知的风险评分策略：" + strategyKey);}return service.calculateRiskScore(userId);}
}

6.1.5. 业务调用示例

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class RiskEvaluationService {private final RiskScoreContext riskScoreContext;@Autowiredpublic RiskEvaluationService(RiskScoreContext riskScoreContext) {this.riskScoreContext = riskScoreContext;}public void evaluateUserRisk(String userId, String strategyKey) {int score = riskScoreContext.calculate(strategyKey, userId);System.out.println("使用策略[" + strategyKey + "]，用户" + userId + "风险评分为：" + score);// 这里可根据score做风控决策处理}
}

6.1.6. 测试调用示例

// 假设有Spring Boot主程序启动后，调用如下：@Autowired
RiskEvaluationService evaluationService;public void test() {evaluationService.evaluateUserRisk("user123", "alphaAdapter");evaluationService.evaluateUserRisk("user456", "betaAdapter");
}

6.1.7. 说明

Spring会自动将所有实现了RiskScoreService接口的Bean注入到strategyMap中，key为Bean的名称（如alphaAdapter、betaAdapter）。
业务调用时传入策略key，根据key动态选择对应适配器。
这样便实现了“策略模式管理多个适配器，根据业务动态选择”的需求