Java桥接模式详解（附带实例）

桥接模式属于经典的 GoF 设计模式，它的目标是把两个类体系分开，让它们能够各自演化，这两个体系可以称为抽象体系与实现体系。

桥接模式是想通过组合代替继承。如果不这样做，那就需要设立一个基类，并针对各种抽象方案与各种实现方案之间的每一种组合情况，都设计该基类的一个子类，运用了桥接之后，我们则可以设计两个不同的基类，让它们分别引领各种抽象方案与各种实现方案。这样的话，原来的整个大体系就变成了两个能够独立发展的小体系。

桥接模式会用到封装与聚合，而且可能会通过继承把不同的职责划分到不同的类里，例如，可以将体系内的各类所共有的功能留在基类，将每个类特有的功能放在子类。

java.util.logging 包中的 Logger 类就用到了桥接模式。这个包位于 java.logging 模块中。Logger 类通过 Filter 接口的某个实现类，来过滤日志记录，以决定是应该发布还是应该屏蔽这条记录。这样设计，能够让负责记录的 Logger 体系与能够精准过滤日志内容的 Filter 体系各自演化，后者可以实现比前者提供的几种标准日志级别更为精细的控制。

Java桥接模式实例

现在举一个例子，假设我们想让车辆的类型与发动机的类型能够各自演化，例如，车辆可以有跑车（sport car）与轻型卡车（pickup，皮卡），发动机可以有汽油发动机（petrol engine）与柴油发动机（diesel engine）。每一种车辆都可以选用某一款发动机，为此，我们将车辆与发动机分别抽象成 Vehicle 与 Engine。我们的实例代码会演示怎样组合这两个体系，以创建出采用某种发动机的车辆，并执行车辆的 drive() 与 stop() 方法。

【实例】用桥接模式将车辆类型与发动机类型隔开，令二者各自演化，使得每一种车都能够方便地选配各种发动机。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Pattern Bridge, vehicle engines...");
    Vehicle sportVehicle = new SportVehicle(new PetrolEngine(), 911);
    Vehicle pickupVehicle = new PickupVehicle(new DieselEngine(), 300);

    sportVehicle.drive();
    sportVehicle.stop();

    pickupVehicle.drive();
    pickupVehicle.stop();
}

输出结果如下：

Pattern Bridge, vehicle engines...
SportVehicle, starting engine
PetrolEngine, on
SportVehicle, engine started, hp:911
SportVehicle, stopping engine
PetrolEngine, self check
PetrolEngine, off
SportVehicle, engine stopped
PickupVehicle, starting engine
DieselEngine, on
PickupVehicle, engine started, hp:300
PickupVehicle, stopping engine
DieselEngine, off
PickupVehicle, engine stopped

每一种车辆都扩展 Vehicle 这个抽象类，并通过该类所封装的一些基本功能来运作。另外，Vehicle 抽象类为了实现这些基本功能，会通过 Engine 接口来利用发动机的相关能力，这个 Engine 接口就起到了桥接的作用。它把两个体系（也就是车辆体系与发动机体系）连了起来，让前者能够在后者的体系中任意选择一种实现方案（例如，DieselEngine 或 PetrolEngine），参见下图。


这些发动机的运作方式本身各有区别，但桥接模式使得 Vehicle 与 Engine 体系能够分别演化，而不用担心会影响对方（参见下面的实例）。

【实例】每一款具体的发动机都有特定的实现方式，但这并不影响各种车辆选配这些发动机。

class DieselEngine implements Engine {
    ...
    @Override
    public void turnOff() { ... }
}

class PetrolEngine implements Engine {
    ...
    @Override
    public void turnOff() {
        selfCheck();
        ...
    }
    private void selfCheck() { ... }
}

抽象体系中的 Vehicle 类只依赖实现体系中的 Engine 接口，而不依赖该接口的具体实现类。因此，实现体系里面的各种发动机都能够自行演化，而不用担心这会影响到抽象体系中的各种车辆。车辆只依赖发动机接口，而不依赖具体的发动机类。

总结

如果想降低某一系列的源代码，对具体实现类的依赖程度，那么桥接模式是个很好的方案。用了桥接模式之后，我们就不用过早地指定具体的实现类，而是可以推迟到程序真正需要用到实现类的那一刻。

该模式通过职责划分与封装，促使我们遵守 SOLID 设计原则。实现体系能够单独接受测试，而且其中的各种实现类，也能够通过应用程序的主代码，与抽象体系中的相关类型方便地联系起来。

制作桥接模式的时候，应该提醒自己不要添加不必要的职责，而且应该从设计模式的角度，思考能够让两个类体系独立演化的各种解决方案。