設計模式——適配器設計模式（結構型）

摘要

本文詳細介紹了適配器設計模式，包括其定義、核心思想、角色、結構、實現方式、適用場景及實戰示例。適配器模式是一種結構型設計模式，通過將一個類的接口轉換成客戶端期望的另一個接口，解決接口不兼容問題，提高系統靈活性和可復用性，符合“開閉原則”。文中還探討了對象適配器和類適配器兩種實現方式，以及如何結合策略模式動態選擇適配器。

1. 適配器設計模式定義

適配器模式：將一個類的接口轉換成客戶希望的另一個接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。適配器就是“中間翻譯層”，用一個類把“不兼容”的類封裝起來，讓它們看起來“兼容”，從而可以被別的類調用。

1.1.1. 適配器模式的核心思想

解決接口不兼容問題：通過適配器，將一個類的接口“包裝”成另一個接口，供客戶端調用。
提高系統的靈活性和可復用性：客戶端無需修改現有代碼即可調用新的類或組件。
符合“開閉原則”：對擴展開放，對修改關閉。

1.1.2. 📌 核心點總結：

點位	含義
目標接口	客戶端期望使用的接口。
適配者（Adaptee）	已有的類（接口不兼容）
適配器（Adapter）	封裝 Adaptee，實現 Target 接口，實現“轉換”邏輯。

1.1.3. 適配器模式的角色

角色	說明
目標接口 (Target)	客戶端期望的接口。客戶端通過這個接口與適配器交互。
需要適配的類 (Adaptee)	現有的接口或類，功能符合需求，但接口不兼容。
適配器 (Adapter)	實現目標接口，內部持有需要適配的類的實例，并通過調用其方法來實現目標接口。

2. 適配器設計模式結構

適配器模式包含如下角色：

Target：目標抽象類
Adapter：適配器類
Adaptee：適配者類
Client：客戶類

適配器模式有對象適配器和類適配器兩種實現：

2.1. 對象適配器：

2.2. 類適配器：

2.3. 時序圖

3. 適配器設計模式實現方式

3.1. 對象適配器（Object Adapter）

實現方式：適配器類內部通過組合的方式，持有被適配者類（Adaptee）的實例。

特點：

適配器實現目標接口（Target），
內部調用被適配者實例的方法實現目標接口的方法，
適配靈活，適配器和被適配者解耦，
適配器可以適配多個被適配者實例。

結構示例

// 目標接口
interface Target {void request();
}// 被適配者
class Adaptee {void specificRequest() {System.out.println("被適配者的具體請求");}
}// 適配器（對象適配器）
class Adapter implements Target {private Adaptee adaptee;public Adapter(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}@Overridepublic void request() {// 通過調用被適配者的方法完成目標接口功能adaptee.specificRequest();}
}

3.2. 類適配器（Class Adapter）

實現方式：適配器通過繼承的方式，同時繼承被適配者類（Adaptee），并實現目標接口（Target）。

特點：

適配器類是被適配者的子類，
可以直接調用被適配者的受保護或公共方法，
只能適配一個被適配者類（Java單繼承限制），
適配器和被適配者耦合度較高。

結構示例

// 目標接口
interface Target {void request();
}// 被適配者
class Adaptee {void specificRequest() {System.out.println("被適配者的具體請求");}
}// 適配器（類適配器）
class Adapter extends Adaptee implements Target {@Overridepublic void request() {// 直接調用父類的方法super.specificRequest();}
}

3.3. 適配器示例總結

特性	對象適配器	類適配器
適配方式	組合（持有被適配者實例）	繼承（直接繼承被適配者）
靈活性	高，可以動態切換適配對象	低，繼承限制，固定繼承一個類
耦合度	低	高
Java單繼承限制	無限制	只能繼承一個被適配者類

4. 適配器設計模式適合場景

4.1. ? 適合使用適配器設計模式的場景

使用場景	說明
對接多個第三方接口，接口風格不一致	比如接多個風控、支付、短信、物流等服務，不同廠商接口差異很大。→ 使用適配器封裝不同廠商接口，統一成系統期望的接口。
封裝老舊系統/遺留代碼	老系統接口風格與新系統不一致，但又不能修改舊代碼。→ 使用適配器包裝舊接口，提供符合新接口的使用方式。
統一Controller參數處理邏輯	Spring MVC 中自定義參數解析器 `HandlerMethodArgumentResolver`，可以視為一種適配器，將 HTTP 請求參數適配成業務對象。
消息中間件適配	Kafka、RabbitMQ、RocketMQ 提供的消息結構不一致，可使用適配器封裝統一消費接口。
統一日志、監控、埋點等系統接入方式	不同日志系統（如 Logback、Log4j、ELK）、監控平臺（如 Prometheus、SkyWalking）API 不統一，使用適配器將其統一為系統內部日志接口。
兼容不同規則引擎或插件機制	接入 Drools、EasyRules、自研規則引擎，通過適配器統一規則執行接口。
跨平臺資源訪問	比如統一適配本地文件系統、FTP、OSS、MinIO 等多種文件服務的上傳/下載接口。

4.2. ? 不適合使用適配器設計模式的場景

場景	原因
接口已經統一，只需調用不同實現	用策略模式或 Spring Bean 多實現注入更合適
功能非常簡單，僅調用一行代碼	直接調用原類，無需適配
高性能要求場景，不能增加中間層	適配器可能增加調用鏈層次
適配器維護成本高于直接重構原類	如果可控代碼建議重構，而不是套一層適配器

4.3. 📌 適配器設計模式總結

項目	適配器設計模式適用	不適用
是否接口不兼容但需協同工作	? 是	? 否
是否需要復用現有類且不改代碼	? 是	? 否
是否頻繁變更需求接口	? 否	? 是
是否對性能極度敏感	? 否	? 是
是否適配類與目標接口差異大	? 否	? 是

5. 適配器設計模式實戰示例

背景：風控系統中，有多個第三方風險評分服務接口（接口不統一），需要統一成系統期望的接口供業務調用。使用適配器模式實現不同第三方服務的適配。

5.1. 場景描述

系統需要調用不同第三方風控服務接口（比如：AlphaRiskService、BetaRiskService），它們方法名、參數不同。
系統定義統一的風控評分接口RiskScoreService，所有第三方服務通過適配器實現該接口。
Spring管理適配器bean，業務直接調用統一接口。

5.2. 定義統一風控評分接口（目標接口）

public interface RiskScoreService {/*** 計算用戶的風險評分* @param userId 用戶ID* @return 風險評分分數，范圍0-100*/int calculateRiskScore(String userId);
}

5.3. 第三方風控服務接口及實現（被適配者）

// 第三方A風險服務，接口不統一
public class AlphaRiskService {public double getUserRisk(String userId) {// 模擬調用第三方接口，返回0.0~1.0的風險概率return Math.random();}
}// 第三方B風險服務，接口不同
public class BetaRiskService {public int fetchRiskLevel(String userId) {// 返回風險等級 1~5，5最高風險return (int)(Math.random() * 5) + 1;}
}

5.4. 適配器實現統一接口

import org.springframework.stereotype.Component;// Alpha適配器，組合方式（對象適配器）
@Component
public class AlphaRiskAdapter implements RiskScoreService {@Autowiredprivate final AlphaRiskService alphaRiskService;@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {double riskProb = alphaRiskService.getUserRisk(userId);// 將0.0~1.0風險概率轉為0~100分return (int)(riskProb * 100);}
}// Beta適配器，組合方式
@Component
public class BetaRiskAdapter implements RiskScoreService {@Autowiredprivate final BetaRiskService betaRiskService;@Overridepublic int calculateRiskScore(String userId) {int riskLevel = betaRiskService.fetchRiskLevel(userId);// 將風險等級1~5映射為0~100分return (riskLevel - 1) * 25;}
}

5.5. 業務服務調用統一接口

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class RiskEvaluationService {@Autowiredprivate final RiskScoreService riskScoreService;// 自定義注解@Qualifier來選擇注入哪個適配器。// @Qualifier("")// private final RiskScoreService riskScoreService;public void evaluateUserRisk(String userId) {int score = riskScoreService.calculateRiskScore(userId);System.out.println("用戶 " + userId + " 的風險評分為：" + score);// 根據風險評分做后續風控策略處理...}
}

5.6. Spring配置說明

你可以通過Spring配置或自定義注解@Qualifier來選擇注入哪個適配器。
或者用策略模式管理多個適配器，根據業務動態選擇。

6. 適配器設計模式思考

6.1. 用策略模式管理多個適配器，根據業務動態選擇（策略模式 + 適配器模式結合示例）。

下面給你一個策略模式 + 適配器模式結合的示例，用于風控系統中動態選擇不同適配器實現。

6.1.1. 設計思路

各個第三方風控服務適配成實現統一接口 RiskScoreService 的適配器。
定義策略上下文 RiskScoreContext，根據業務傳入的標識動態選擇具體適配器（策略）執行。
Spring管理多個適配器Bean，使用 @Qualifier 或自定義注解區分。
業務調用上下文，動態選擇適配器執行。

6.1.2. 統一接口（適配器接口）

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

6.1.3. 2. 兩個適配器實現（對象適配器）

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. 策略上下文類，注入所有適配器

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;}/*** 根據key選擇對應的適配器執行* @param strategyKey 適配器標識，如 "alphaAdapter"、"betaAdapter"* @param userId 用戶ID* @return 風險評分*/public int calculate(String strategyKey, String userId) {RiskScoreService service = strategyMap.get(strategyKey);if (service == null) {throw new IllegalArgumentException("未知的風險評分策略：" + strategyKey);}return service.calculateRiskScore(userId);}
}

6.1.5. 業務調用示例

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 + "]，用戶" + userId + "風險評分為：" + score);// 這里可根據score做風控決策處理}
}

6.1.6. 測試調用示例

// 假設有Spring Boot主程序啟動后，調用如下：@Autowired
RiskEvaluationService evaluationService;public void test() {evaluationService.evaluateUserRisk("user123", "alphaAdapter");evaluationService.evaluateUserRisk("user456", "betaAdapter");
}

6.1.7. 說明

Spring會自動將所有實現了RiskScoreService接口的Bean注入到strategyMap中，key為Bean的名稱（如alphaAdapter、betaAdapter）。
業務調用時傳入策略key，根據key動態選擇對應適配器。
這樣便實現了“策略模式管理多個適配器，根據業務動態選擇”的需求