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设计模式-适配器模式详解

news 2025/9/15 6:49:12

适配器模式详解

1. 适配器模式简介

1.1 定义

适配器模式（Adapter Pattern）是一种结构型设计模式，它允许接口不兼容的类能够相互合作。适配器模式通过创建一个包装类（适配器）来包装现有类，使其接口与客户端期望的接口兼容。

1.2 核心思想

转换接口：将不兼容的接口转换为客户端期望的接口
包装现有类：不修改原有类，通过包装的方式实现功能
解耦：客户端与具体实现类解耦，只依赖抽象接口

1.3 模式结构

1.3.1 基本结构图

1.3.2 时序图

1.3.3 类适配器 vs 对象适配器对比

2. 应用场景

2.1 典型场景

第三方库集成：集成不兼容的第三方库
遗留系统改造：改造老系统，保持接口兼容
数据格式转换：不同数据格式之间的转换
API版本兼容：新老API版本之间的适配
数据库适配：不同数据库之间的操作适配

2.2 实际应用示例

2.2.1 支付系统适配器架构

2.2.2 日志框架适配器

2.2.3 常见应用场景

支付系统：适配不同支付渠道（支付宝、微信、银联）
日志框架：适配不同日志实现（Log4j、SLF4J、JUL）
缓存系统：适配不同缓存实现（Redis、Memcached、本地缓存）
消息队列：适配不同MQ实现（RabbitMQ、Kafka、ActiveMQ）

3. 重难点分析

3.1 设计难点

3.1.1 接口设计

// 目标接口设计要合理，不能过于复杂
public interface Target {void request();
}// 避免接口过于臃肿
public interface BadTarget {void method1();void method2();// ... 太多方法
}

3.1.2 适配器实现

// 类适配器：继承方式
public class ClassAdapter extends Adaptee implements Target {@Overridepublic void request() {specificRequest(); // 调用父类方法}
}// 对象适配器：组合方式（推荐）
public class ObjectAdapter implements Target {private Adaptee adaptee;public ObjectAdapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic void request() {adaptee.specificRequest();}
}

3.2 常见问题

3.2.1 过度使用

问题：为每个不兼容的类都创建适配器
解决：优先考虑重构，适配器应该是最后的选择

3.2.2 性能问题

问题：适配器增加了一层调用，可能影响性能
解决：在性能敏感场景下谨慎使用

3.2.3 维护成本

问题：适配器过多导致维护困难
解决：统一管理适配器，建立适配器注册机制

4. 在Spring中的应用

4.1 Spring MVC中的适配器模式

4.1.1 HandlerAdapter架构图

4.1.2 HandlerAdapter工作流程

4.1.3 HandlerAdapter

// Spring MVC中的HandlerAdapter接口
public interface HandlerAdapter {boolean supports(Object handler);ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;
}// 具体适配器实现
public class RequestMappingHandlerAdapter implements HandlerAdapter {@Overridepublic boolean supports(Object handler) {return handler instanceof HandlerMethod;}@Overridepublic ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {// 处理@RequestMapping注解的Controller方法return handleInternal(request, response, (HandlerMethod) handler);}
}

4.1.3 HandlerAdapter适配器选择流程

4.1.4 适配器链模式

// DispatcherServlet中的适配器选择逻辑
protected HandlerAdapter getHandlerAdapter(Object handler) {for (HandlerAdapter ha : this.handlerAdapters) {if (ha.supports(handler)) {return ha;}}throw new ServletException("No adapter for handler [" + handler + "]");
}

4.2 Spring Security中的适配器

4.2.1 AuthenticationProvider适配器

// 适配不同的认证提供者
public class DaoAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {private UserDetailsService userDetailsService;private PasswordEncoder passwordEncoder;@Overridepublic Authentication authenticate(Authentication authentication) {// 适配UserDetailsService和PasswordEncoderString username = authentication.getName();UserDetails user = userDetailsService.loadUserByUsername(username);// 密码验证逻辑return new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, null, user.getAuthorities());}
}

4.3 Spring Boot自动配置中的适配器

4.3.1 条件适配器

@Configuration
@ConditionalOnClass(RedisTemplate.class)
public class RedisAutoConfiguration {@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {// 适配不同的Redis客户端实现RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();template.setConnectionFactory(factory);return template;}
}

5. 相关源码解读

5.1 Spring MVC HandlerAdapter源码分析

5.1.1 核心接口

// org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter
public interface HandlerAdapter {// 判断是否支持该处理器boolean supports(Object handler);// 处理请求ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception;// 获取最后修改时间long getLastModified(HttpServletRequest request, Object handler);
}

5.1.2 实现类分析

// RequestMappingHandlerAdapter - 处理@RequestMapping
public class RequestMappingHandlerAdapter extends WebContentGeneratorimplements HandlerAdapter, InitializingBean, BeanFactoryAware {@Overridepublic boolean supports(Object handler) {return (handler instanceof HandlerMethod);}@Overridepublic ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {return handleInternal(request, response, (HandlerMethod) handler);}
}// SimpleControllerHandlerAdapter - 处理Controller接口
public class SimpleControllerHandlerAdapter implements HandlerAdapter {@Overridepublic boolean supports(Object handler) {return (handler instanceof Controller);}@Overridepublic ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {return ((Controller) handler).handleRequest(request, response);}
}

5.2 Spring Security AuthenticationProvider源码

5.2.1 认证提供者接口

// org.springframework.security.authentication.AuthenticationProvider
public interface AuthenticationProvider {// 执行认证Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;// 是否支持该认证类型boolean supports(Class<?> authentication);
}

5.2.2 具体实现分析

// DaoAuthenticationProvider - 基于数据库的认证
public class DaoAuthenticationProvider extends AbstractUserDetailsAuthenticationProvider {private UserDetailsService userDetailsService;private PasswordEncoder passwordEncoder;@Overrideprotected void additionalAuthenticationChecks(UserDetails userDetails, UsernamePasswordAuthenticationToken authentication) throws AuthenticationException {if (authentication.getCredentials() == null) {throw new BadCredentialsException("密码不能为空");}String presentedPassword = authentication.getCredentials().toString();if (!passwordEncoder.matches(presentedPassword, userDetails.getPassword())) {throw new BadCredentialsException("密码错误");}}@Overrideprotected UserDetails retrieveUser(String username, UsernamePasswordAuthenticationToken authentication) throws AuthenticationException {return userDetailsService.loadUserByUsername(username);}
}

6. 面试高频点

6.1 知识点结构图

6.2 面试重点分布图

6.3 知识点关系图

6.4 基础概念

什么是适配器模式？
- 结构型设计模式，用于接口不兼容的类之间的协作
- 通过包装现有类，使其接口与客户端期望的接口兼容
适配器模式的两种实现方式？
- 类适配器：通过继承实现
- 对象适配器：通过组合实现（推荐）
适配器模式与装饰器模式的区别？
- 适配器：改变接口，使不兼容的接口能够协作
- 装饰器：增强功能，不改变接口

6.5 设计问题

如何选择类适配器还是对象适配器？
- 对象适配器更灵活，推荐使用
- 类适配器在Java中受限于单继承
适配器模式有什么缺点？
- 增加系统复杂性
- 可能影响性能
- 维护成本增加
什么时候不应该使用适配器模式？
- 可以重构代码解决接口不兼容时
- 性能要求极高的场景
- 接口差异过大，适配成本过高

6.6 Spring相关

Spring MVC中如何使用适配器模式？
- HandlerAdapter接口统一处理不同类型的Controller
- 支持多种Controller类型（@Controller、Controller接口等）
Spring Security中的适配器应用？
- AuthenticationProvider适配不同的认证方式
- 支持多种认证提供者

6.7 实际应用

如何设计一个支付系统的适配器？

// 支付接口
public interface PaymentService {PaymentResult pay(PaymentRequest request);
}// 支付宝适配器
public class AlipayAdapter implements PaymentService {private AlipayService alipayService;@Overridepublic PaymentResult pay(PaymentRequest request) {// 转换请求格式AlipayRequest alipayRequest = convertToAlipayRequest(request);AlipayResponse response = alipayService.pay(alipayRequest);// 转换响应格式return convertToPaymentResult(response);}
}

如何设计一个日志适配器？

// 统一日志接口
public interface Logger {void info(String message);void error(String message, Throwable throwable);
}// Log4j适配器
public class Log4jAdapter implements Logger {private org.apache.log4j.Logger logger;public Log4jAdapter(Class<?> clazz) {this.logger = org.apache.log4j.Logger.getLogger(clazz);}@Overridepublic void info(String message) {logger.info(message);}@Overridepublic void error(String message, Throwable throwable) {logger.error(message, throwable);}
}