1、适配器模式原理
适配器模式的英文翻译是 Adapter Design Pattern。顾名思义，这个模式就是用来做适配的，它将不兼容的接口转换为可兼容的接口，让原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。对于这个模式，有一个经常被拿来解释它的例子，就是 USB 转接头充当适配器，把两种不兼容的接口，通过转接变得可以一起工作。
适配器模式有两种实现方式：类适配器和对象适配器。其中，类适配器使用继承关系来实现，对象适配器使用组合关系来实现。具体的代码实现如下所示。其中，ITarget 表示要转化成的接口定义。Adaptee 是一组不兼容 ITarget 接口定义的接口，Adaptor 将 Adaptee 转化成一组符合 ITarget 接口定义的接口。
// 类适配器: 基于继承 public interface ITarget {void f1();void f2();void fc(); }public class Adaptee {public void fa() { //... }public void fb() { //... }public void fc() { //... } }public class Adaptor extends Adaptee implements ITarget {public void f1() {super.fa();}public void f2() {//...重新实现f2()... }// 这里fc()不需要实现，直接继承自Adaptee，这是跟对象适配器最大的不同点 }// 对象适配器：基于组合 public interface ITarget {void f1();void f2();void fc(); }public class Adaptee {public void fa() { //... }public void fb() { //... }public void fc() { //... } }public class Adaptor implements ITarget {private Adaptee adaptee;public Adaptor(Adaptee adaptee) {this.adaptee = adaptee;}public void f1() {adaptee.fa(); //委托给Adaptee }public void f2() {//...重新实现f2()... }public void fc() {adaptee.fc();} }
针对这两种实现方式，在实际的开发中，到底该如何选择使用哪一种呢？判断的标准主要有两个，一个是 Adaptee 接口的个数，另一个是 Adaptee 和 ITarget 的契合程度。如果 Adaptee 接口并不多，那两种实现方式都可以。
——如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 ITarget 接口定义大部分都相同，推荐使用类适配器，因为 Adaptor 复用父类 Adaptee 的接口，比起对象适配器的实现方式，Adaptor 的代码量要少一些。
——如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 ITarget 接口定义大部分都不相同，那我们推荐使用对象适配器，因为组合结构相对于继承更加灵活。
2、适配器模式应用场景
一般来说，适配器模式可以看作一种“补偿模式”，用来补救设计上的缺陷。应用这种模式算是“无奈之举”。前面反复提到，适配器模式的应用场景是“接口不兼容”。下面看几种实际开发中的适用场景：
（1）封装有缺陷的接口设计
假设我们依赖的外部系统在接口设计方面有缺陷（比如包含大量静态方法），引入之后会影响到我们自身代码的可测试性。为了隔离设计上的缺陷，我们希望对外部系统提供的接口进行二次封装，抽象出更好的接口设计，这个时候就可以使用适配器模式了。具体代码如下所示：
public class CD { //这个类来自外部sdk，我们无权修改它的代码//...public static void staticFunction1() { //... }public void uglyNamingFunction2() { //... }public void tooManyParamsFunction3(int paramA, int paramB, ...) { //... }public void lowPerformanceFunction4() { //... } }// 使用适配器模式进行重构 public interface ITarget {void function1();void function2();void fucntion3(ParamsWrapperDefinition paramsWrapper);void function4();//... } // 注意：适配器类的命名不一定非得末尾带Adaptor public class CDAdaptor extends CD implements ITarget {//...public void function1() {super.staticFunction1();}public void function2() {super.uglyNamingFucntion2();}public void function3(ParamsWrapperDefinition paramsWrapper) {super.tooManyParamsFunction3(paramsWrapper.getParamA(), ...);}public void function4() {//...reimplement it... } }
（2）统一多个类的接口设计
某个功能的实现依赖多个外部系统（或者说类）。通过适配器模式，将它们的接口适配为统一的接口定义，然后我们就可以使用多态的特性来复用代码逻辑。具体我还是举个例子来解释一下。
假设我们的系统要对用户输入的文本内容做敏感词过滤，为了提高过滤的召回率，引入了多款第三方敏感词过滤系统，依次对用户输入的内容进行过滤，过滤掉尽可能多的敏感词。但是，每个系统提供的过滤接口都是不同的。这就意味着我们没法复用一套逻辑来调用各个系统。这个时候，我们就可以使用适配器模式，将所有系统的接口适配为统一的接口定义，这样我们可以复用调用敏感词过滤的代码。具体代码如下所示：
public class ASensitiveWordsFilter { // A敏感词过滤系统提供的接口//text是原始文本，函数输出用***替换敏感词之后的文本public String filterSexyWords(String text) {// ... }public String filterPoliticalWords(String text) {// ... } }public class BSensitiveWordsFilter { // B敏感词过滤系统提供的接口public String filter(String text) {//... } }public class CSensitiveWordsFilter { // C敏感词过滤系统提供的接口public String filter(String text, String mask) {//... } }// 未使用适配器模式之前的代码：代码的可测试性、扩展性不好 public class RiskManagement {private ASensitiveWordsFilter aFilter = new ASensitiveWordsFilter();private BSensitiveWordsFilter bFilter = new BSensitiveWordsFilter();private CSensitiveWordsFilter cFilter = new CSensitiveWordsFilter();public String filterSensitiveWords(String text) {String maskedText = aFilter.filterSexyWords(text);maskedText = aFilter.filterPoliticalWords(maskedText);maskedText = bFilter.filter(maskedText);maskedText = cFilter.filter(maskedText, "***");return maskedText;} }// 使用适配器模式进行改造 public interface ISensitiveWordsFilter { // 统一接口定义 String filter(String text); }public class ASensitiveWordsFilterAdaptor implements ISensitiveWordsFilter {private ASensitiveWordsFilter aFilter;public String filter(String text) {String maskedText = aFilter.filterSexyWords(text);maskedText = aFilter.filterPoliticalWords(maskedText);return maskedText;} } //...省略BSensitiveWordsFilterAdaptor、CSensitiveWordsFilterAdaptor...// 扩展性更好，更加符合开闭原则，如果添加一个新的敏感词过滤系统， // 这个类完全不需要改动；而且基于接口而非实现编程，代码的可测试性更好。 public class RiskManagement { private List<ISensitiveWordsFilter> filters = new ArrayList<>();public void addSensitiveWordsFilter(ISensitiveWordsFilter filter) {filters.add(filter);}public String filterSensitiveWords(String text) {String maskedText = text;for (ISensitiveWordsFilter filter : filters) {maskedText = filter.filter(maskedText);}return maskedText;} }
（3）替换依赖的外部系统
当我们把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候，利用适配器模式，可以减少对代码的改动。具体的代码如下所示：
// 外部系统A public interface IA {//...void fa(); } public class A implements IA {//...public void fa() { //... } } // 在我们的项目中，外部系统A的使用示例 public class Demo {private IA a;public Demo(IA a) {this.a = a;}//... } Demo d = new Demo(new A());// 将外部系统A替换成外部系统B public class BAdaptor implemnts IA {private B b;public BAdaptor(B b) {this.b= b;}public void fa() {//... b.fb();} } // 借助BAdaptor，Demo的代码中，调用IA接口的地方都无需改动， // 只需要将BAdaptor如下注入到Demo即可。 Demo d = new Demo(new BAdaptor(new B()));
（4）兼容老版本接口
在做版本升级的时候，对于一些要废弃的接口，我们不直接将其删除，而是暂时保留，并且标注为 deprecated，并将内部实现逻辑委托为新的接口实现。这样做的好处是，让使用它的项目有个过渡期，而不是强制进行代码修改。这也可以粗略地看作适配器模式的一个应用场景。
例如，JDK1.0 中包含一个遍历集合容器的类 Enumeration。JDK2.0 对这个类进行了重构，将它改名为 Iterator 类，并且对它的代码实现做了优化。但是考虑到如果将 Enumeration 直接从 JDK2.0 中删除，那使用 JDK1.0 的项目如果切换到 JDK2.0，代码就会编译不通过。为了避免这种情况的发生，必须把项目中所有使用到 Enumeration 的地方，都修改为使用 Iterator 才行。单独一个项目做 Enumeration 到 Iterator 的替换，勉强还能接受。但是，使用 Java 开发的项目太多了，一次 JDK 的升级，导致所有的项目不做代码修改就会编译报错，这显然是不合理的。这就是我们经常所说的不兼容升级。为了做到兼容使用低版本 JDK 的老代码，可以暂时保留 Enumeration 类，并将其实现替换为直接调用 Itertor。代码示例如下所示：
public class Collections {public static Emueration emumeration(final Collection c) {return new Enumeration() {Iterator i = c.iterator();public boolean hasMoreElments() {return i.hashNext();}public Object nextElement() {return i.next():}}} }
（5）适配不同格式的数据
适配器模式主要用于接口的适配，实际上，它还可以用在不同格式的数据之间的适配。比如，把从不同征信系统拉取的不同格式的征信数据，统一为相同的格式，以方便存储和使用。再比如，Java 中的 Arrays.asList() 也可以看作一种数据适配器，将数组类型的数据转化为集合容器类型。
List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");
3、剖析适配器模式在Java日志中的应用
Java 中有很多日志框架，在项目开发中，常用它们来打印日志信息。其中，比较常用的有 log4j、logback，以及 JDK 提供的 JUL(java.util.logging) 和 Apache 的 JCL(Jakarta Commons Logging) 等。大部分日志框架都提供了相似的功能，比如按照不同级别（debug、info、warn、erro……）打印日志等，但它们却并没有实现统一的接口。这主要可能是历史的原因，它不像 JDBC 那样，一开始就制定了数据库操作的接口规范。
如果我们只是开发一个自己用的项目，那用什么日志框架都可以，log4j、logback 随便选一个就好。但是，如果我们开发的是一个集成到其他系统的组件、框架、类库等，那日志框架的选择就没那么随意了。比如，项目中用到的某个组件使用 log4j 来打印日志，而我们项目本身使用的是 logback。将组件引入到项目之后，我们的项目就相当于有了两套日志打印框架。每种日志框架都有自己特有的配置方式。所以，我们要针对每种日志框架编写不同的配置文件（比如，日志存储的文件地址、打印日志的格式）。如果引入多个组件，每个组件使用的日志框架都不一样，那日志本身的管理工作就变得非常复杂。所以，为了解决这个问题，我们需要统一日志打印框架。
比如 Slf4j 这个日志框架，它相当于 JDBC 规范，提供了一套打印日志的统一接口规范。不过，它只定义了接口，并没有提供具体的实现，需要配合其他日志框架（log4j、logback……）来使用。不仅如此，Slf4j 的出现晚于 JUL、JCL、log4j 等日志框架，所以，这些日志框架也不可能牺牲掉版本兼容性，将接口改造成符合 Slf4j 接口规范。Slf4j 也事先考虑到了这个问题，所以，它不仅仅提供了统一的接口定义，还提供了针对不同日志框架的适配器。对不同日志框架的接口进行二次封装，适配成统一的 Slf4j 接口定义。具体的代码示例如下所示：
// slf4j统一的接口定义 package org.slf4j; public interface Logger {public boolean isTraceEnabled();public void trace(String msg);public void trace(String format, Object arg);public void trace(String format, Object arg1, Object arg2);public void trace(String format, Object[] argArray);public void trace(String msg, Throwable t);public boolean isDebugEnabled();public void debug(String msg);public void debug(String format, Object arg);public void debug(String format, Object arg1, Object arg2)public void debug(String format, Object[] argArray)public void debug(String msg, Throwable t);//...省略info、warn、error等一堆接口 }// log4j日志框架的适配器 // Log4jLoggerAdapter实现了LocationAwareLogger接口， // 其中LocationAwareLogger继承自Logger接口， // 也就相当于Log4jLoggerAdapter实现了Logger接口。 package org.slf4j.impl; public final class Log4jLoggerAdapter extends MarkerIgnoringBaseimplements LocationAwareLogger, Serializable {final transient org.apache.log4j.Logger logger; // log4jpublic boolean isDebugEnabled() {return logger.isDebugEnabled();}public void debug(String msg) {logger.log(FQCN, Level.DEBUG, msg, null);}public void debug(String format, Object arg) {if (logger.isDebugEnabled()) {FormattingTuple ft = MessageFormatter.format(format, arg);logger.log(FQCN, Level.DEBUG, ft.getMessage(), ft.getThrowable());}}public void debug(String format, Object arg1, Object arg2) {if (logger.isDebugEnabled()) {FormattingTuple ft = MessageFormatter.format(format, arg1, arg2);logger.log(FQCN, Level.DEBUG, ft.getMessage(), ft.getThrowable());}}public void debug(String format, Object[] argArray) {if (logger.isDebugEnabled()) {FormattingTuple ft = MessageFormatter.arrayFormat(format, argArray);logger.log(FQCN, Level.DEBUG, ft.getMessage(), ft.getThrowable());}}public void debug(String msg, Throwable t) {logger.log(FQCN, Level.DEBUG, msg, t);}//...省略一堆接口的实现... }
所以，在开发业务系统或者开发框架、组件的时候，统一使用 Slf4j 提供的接口来编写打印日志的代码，具体使用哪种日志框架实现（log4j、logback……），是可以动态地指定的（使用 Java 的 SPI 技术），只需要将相应的 SDK 导入到项目中即可。
如果一些老的项目没有使用 Slf4j，而是直接使用比如 JCL 来打印日志，那如果想要替换成其他日志框架，比如 log4j，该怎么办呢？实际上，Slf4j 不仅仅提供了从其他日志框架到 Slf4j 的适配器，还提供了反向适配器，也就是从 Slf4j 到其他日志框架的适配。我们可以先将 JCL 切换为 Slf4j，然后再将 Slf4j 切换为 log4j。经过两次适配器的转换，就能成功将 JCL 切换为了 log4j。
4、总结代理模式、装饰器模式、适配器模式的区别
代理、装饰器、适配器，这 3 种模式是比较常用的结构型设计模式。它们的代码结构非常相似。笼统来说，它们都可以称为 Wrapper 模式，也就是通过 Wrapper 类二次封装原始类。尽管代码结构相似，但这 3 种设计模式的用意完全不同，也就是说要解决的问题、应用场景不同，这也是它们的主要区别。下面简单说一下它们之间的区别。
代理模式：代理模式在不改变原始类接口的条件下，为原始类定义一个代理类，主要目的是控制访问，而非加强功能，这是它跟装饰器模式最大的不同。
装饰器模式：装饰者模式在不改变原始类接口的情况下，对原始类功能进行增强，并且支持多个装饰器的嵌套使用。
适配器模式：适配器模式是一种事后的补救策略。适配器提供跟原始类不同的接口，而代理模式、装饰器模式提供的都是跟原始类相同的接口。
