设计模式之桥接模式（Bridge）

一、桥接模式介绍

桥接模式(bridge pattern) 的定义是：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立

地变化。

桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题，用抽象关联来取代传统的多层继承，

将类之间的静态继承关系转变为动态的组合关系，使得系统更加灵活，并易于扩展，有效

的控制了系统中类的个数 (避免了继承层次的指数级爆炸)。

二、桥接模式原理

桥接模式类图如下所示：

桥接模式（Bridge）包含以下角色：

1）抽象化（Abstraction）角色：主要负责定义出该角色的行为 ,并包含一个对实现化

对象的引用。

2）扩展抽象化（RefinedAbstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业

务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。

3）实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，包含角色必须的行为和属

性，并供扩展抽象化角色调用。

4）具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。

桥接模式原理的核心是: 首先有要识别出一个类所具有的的两个独立变化维度，将它们设计

为两个独立的继承等级结构，为两个维度都提供抽象层，并建立抽象耦合。

总结一句话就是: 抽象角色引用实现角色。

如我们拿毛笔举例, 型号和颜色是毛笔的两个维度：

1）型号是其固有的维度，所以抽象出一个毛笔类，而将各种型号的毛笔作为其子类，

也就是下图的右侧抽象部分内容。

2）颜色是毛笔的另一个维度，它与毛笔之间存在一种设置的关系，因此可以提供一个

抽象的颜色接口，将具体颜色作为该接口的子类。

三、桥接模式应用示例

以当下支付场景为例，看下不同支付模式中桥接模式的应用，如微信和支付宝都可以完成

支付操作，而支付操作又可以有扫码支付、密码支付、人脸支付等，那么关于支付操作

其实就有两个维度，包括：支付渠道和支付方式，如下图所示：

1、不使用设计模式来模拟实现不同模式的支付场景

/*******************************************************
 * 模拟网络支付场景
 * 模拟不同的支付工具对应不同的支付模式,比如微信和支付宝都可以完成支付操作,而支付操作又可以有扫码支付、密码支付、人脸支付等,
 * 那么关于支付操作其实就有两个维度, 包括:支付渠道和支付方式
 *
 * 不使用设计模式实现
 *
 * 不使用设计模式缺点：
 *    维护和扩展都会变得非常复杂，需要修改原来代码，风险较大
 *
 *******************************************************/
public class PayController {

    /**
     * @param uId   用户id
     * @param tradeId 交易流水号
     * @param amount    交易金额
     * @param channelType 渠道类型 1 微信, 2 支付宝
     * @param modeType    支付模式 1 密码,2 人脸,3 指纹
     * @return: boolean
     */
    public boolean doPay(String uId, String tradeId, BigDecimal amount, int channelType, int modeType){
        //微信支付
        if(1 == channelType){
            System.out.println("微信渠道支付划账开始......");
            if(1 == modeType){
                System.out.println("密码支付");
            }if(2 == modeType){
                System.out.println("人脸支付");
            }if(3 == modeType){
                System.out.println("指纹支付");
            }
        }

        //支付宝支付
        if(2 == channelType){
            System.out.println("支付宝渠道支付划账开始......");
            if(1 == modeType){
                System.out.println("密码支付");
            }if(2 == modeType){
                System.out.println("人脸支付");
            }if(3 == modeType){
                System.out.println("指纹支付");
            }
        }
        return true;
    }
}


//测试
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        PayController payController = new PayController();
        System.out.println("测试: 微信支付、人脸支付方式");
        payController.doPay("weixin_001","1000112333333",new BigDecimal(100),1,2);

        System.out.println("\n测试: 支付宝支付、指纹支付方式");
        payController.doPay("hifubao_002","1000112334567",new BigDecimal(100),2,3);


    }
}

虽然不使用设计模式也能实现该支付场景需求，但以后若增加支付渠道或修改支付方式，则

成本比较高，不利于后边的扩展和维护。

2、使用桥接模式重构支付场景代码

我们知道桥接模式原理的核心是: 首先有要识别出一个类所具有的的两个独立变化维度，

将它们设计为两个独立的继承等级结构，为两个维度都提供抽象层，并建立抽象耦合。

针对该支付场景上边已经抽出了2个维度，即：支付渠道和支付方式；这里我们可以把支付

渠道作为抽象化角色，支付方式作为实现化角色，支付渠道*支付模式 = 相对应的支付组合；

这样就得到下边2个类：

1）Pay抽象类（支付渠道）
I）支付渠道子类: 微信支付
II）支付渠道子类: 支付宝支付
2）IPayMode接口（支付方式）
I）支付模式实现: 刷脸支付
II）支付模式实现: 指纹支付
III）密码支付

类图如下：

示例代码如下：

1）实现化角色

/**
 * 支付模式接口
 * 实现化（Implementor）角色
 */
public interface IPayMode {

    //安全校验功能: 对各种支付模式进行风控校验
    boolean security(String uId);
}


/*******************************************************
 * 密码支付及风控校验
 * 具体实现化（Concrete Implementor）角色
 *
 *******************************************************/
public class PayCypher implements IPayMode{
    @Override
    public boolean security(String uId) {
        return false;
    }
}


/*******************************************************
 * 刷脸支付及风控校验
 * 具体实现化（Concrete Implementor）角色
 * 
 *******************************************************/
public class PayFaceMode implements IPayMode{
    @Override
    public boolean security(String uId) {
        return true;
    }
}

/*******************************************************
 * 指纹支付及风控校验
 * 具体实现化（Concrete Implementor）角色
 *
 *******************************************************/
public class PayFingerprintMode implements IPayMode{

    @Override
    public boolean security(String uId) {
        return false;
    }
}

2）抽象化角色代码

/*******************************************************
 * 支付抽象化类
 * 抽象化（Abstraction）角色
 *
 *******************************************************/
public abstract class Pay {

    protected IPayMode payMode;

    /**
     * todo 注意：
     *    抽象类的公共构造函数，不能用来new 创建对象（抽象类不能实例化），
     *    该构造函数必须由子类调用（在子类构造函数中通过super调用）
     *
     * @param payMode
     */
    public Pay(IPayMode payMode){
        this.payMode = payMode;
    }

    //划账功能
    public abstract String transfer(String uId, String tradeId, BigDecimal amount);

}



/*******************************************************
 * 支付渠道-微信
 * 扩展抽象化（RefinedAbstraction）角色
 * 
 *******************************************************/
public class WxPay extends Pay{

    public WxPay(IPayMode payMode) {
        super(payMode);
    }

    @Override
    public String transfer(String uId, String tradeId, BigDecimal amount) {
        System.out.println("微信渠道支付划账开始......");

        //支付方式校验
        boolean security = payMode.security(uId);
        System.out.println("微信渠道支付风险校验: " + uId + " , " + tradeId +" , " + security);

        if(!security){
            System.out.println("微信渠道支付划账失败!");
            return "500";
        }

        System.out.println("微信渠道划账成功! 金额: "+ amount);
        return "200";
    }
}


/*******************************************************
 * 支付渠道--支付宝
 * 扩展抽象化（RefinedAbstraction）角色
 * 
 *******************************************************/
public class ZfbPay extends Pay{

    public ZfbPay(IPayMode payMode) {
        super(payMode);
    }

    @Override
    public String transfer(String uId, String tradeId, BigDecimal amount) {
        System.out.println("支付宝渠道支付划账开始......");

        //支付方式校验
        boolean security = payMode.security(uId);
        System.out.println("支付宝渠道支付风险校验: " + uId + " , " + tradeId +" , " + security);

        if(!security){
            System.out.println("支付宝渠道支付划账失败!");
            return "500";
        }

        System.out.println("支付宝渠道划账成功! 金额: "+ amount);
        return "200";
    }
}

3）测试

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试场景1: 微信支付、人脸方式.");
        Pay wxpay = new WxPay(new PayFaceMode());
        wxpay.transfer("wx_00100100","10001900",new BigDecimal(100));

        System.out.println();

        System.out.println("测试场景2: 支付宝支付、指纹方式");
        Pay zfbPay = new ZfbPay(new PayFingerprintMode());
        zfbPay.transfer("jlu1234567","567689999999",new BigDecimal(200));
    }
}

四、桥接模式总结

1、桥接模式优点

1）分离抽象接口及其实现部分，桥接模式使用"对象间的关联关系"解耦了抽象和实现之间

固有的绑定关系，使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化

2）在很多情况下，桥接模式可以取代多层继承方案，多层继承方案违背了单一职责原则，

复用性差，类的个数多，桥接模式很好的解决了这些问题

3）桥接模式提高了系统的扩展性，在两个变化维度中任意扩展一个维度都不需要修改原

有系统，符合开闭原则

2、桥接模式缺点

1）桥接模式的使用会增加系统的理解和设计难度，由于关联关系建立在抽象层，要求开

发者一开始就要对抽象层进行设计和编程

2）桥接模式要求正确识别出系统中的两个独立变化的维度，因此具有一定的局限性，并且