对装饰器模式的理解

目录

  • 一、场景
  • 二、面对场景中的新需求,我们怎么办?
    • 1、暴力法:直接修改原有的代码。
    • 2、子类继承法:既然要增强行为,那我搞一个子类,覆写不就完事了?
    • 3、装饰器模式
  • 三、对装饰器模式的思考
    • 1、从代码结构上来看,咋和代理模式这么像呢?
    • 2、设计原则 >> 设计模式

一、场景

  • 在Java中,提供某种功能/服务给客户端(应用层的类)去使用,一般都是先定义接口,然后实现该接口。
// 应用层
@Component
public class DataSourceApplication {
    @Autowired
    private DataSource dataSource;

    public void write(String data) {
        dataSource.writeData(data);
    }

    public String read() {
        return dataSource.readData();
    }
}
// 服务层
public interface DataSource {
    void writeData(String data);
    String readData();
}

@Service
public class FileDataSourceImpl implements DataSource {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("[FileDataSourceImpl.writeData]");
    }

    @Override
    public String readData() {
        System.out.println("[FileDataSourceImpl.readData]");
        return "FileDataSourceImpl.readData";
    }
}
  • 这时候,产品经理要求写入数据前要先加密,读出数据后要解密。

二、面对场景中的新需求,我们怎么办?

1、暴力法:直接修改原有的代码。

@Service
public class FileDataSourceImpl implements DataSource {
    @Override
    public void writeData(String data) {
    	// 对数据加密
    	...
        System.out.println("[FileDataSourceImpl.writeData]");
    }

    @Override
    public String readData() {
        System.out.println("[FileDataSourceImpl.readData]");
        // 对数据进行解密
        ...
        return "FileDataSourceImpl.readData";
    }
}
  • 虽然这种做法存在一些问题,但在公司可能很普遍…(不然屎山怎么形成的?😃)
    • 问题1:之前辛苦写的单测白费了。(虽然并不是所有程序员都会写单测 😃)
    • 问题2:逻辑耦合,数据的读写和数据的加密,从客观上来说,是相互独立的逻辑。
      • 如果我们耦合在一起,那么方法会越来越冗长,逻辑也越来越不清晰。例如,产品经理又改需求了,要求支持多种加密算法。

2、子类继承法:既然要增强行为,那我搞一个子类,覆写不就完事了?

@Primary
@Service
public class EncryptFileDataSourceImpl extends FileDataSourceImpl {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        // 对数据进行加密
        String encryptedData = null;
        ...
        super.writeData(encryptedData);
        
        System.out.println("[EncryptFileDataSourceImpl.writeData]");
    }

    @Override
    public String readData() {
		super.readData();
		
        // 对数据进行解密
        ...
        
        System.out.println("[EncryptFileDataSourceImpl.readData]");
        return "EncryptFileDataSourceImpl.readData";
    }
}
  • 如果产品经理要求先压缩数据,再加密,最后写入数据呢?难道咱再搞一个子类?
    • 咱最好避免这种链式的继承。

3、装饰器模式

  • 实现:
    • (1)压缩数据 -> 加密数据 -> 写入数据
    • (2)读取数据 -> 解密数据 -> 解压数据
  • 代码:
public interface DataSource {
    void writeData(String data);
    String readData();
}

public class FileDataSourceImpl implements DataSource {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("[FileDataSourceImpl.writeData] 写入数据");
    }

    @Override
    public String readData() {
        return "[FileDataSourceImpl.readData] 读取数据";
    }
}

public class EncryptDataSourceImpl implements DataSource {
    private DataSource dataSource;

    public EncryptDataSourceImpl(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("[EncryptFileDataSourceImpl.writeData] 加密数据");
        dataSource.writeData(data);
    }

    @Override
    public String readData() {
        System.out.println(dataSource.readData());
        return "[EncryptFileDataSourceImpl.readData] 解密数据";
    }
}

public class CompressDataSourceImpl implements DataSource {
    private DataSource dataSource;

    public CompressDataSourceImpl(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("[CompressDataSourceImpl.writeData] 压缩数据");
        dataSource.writeData(data);
    }

    @Override
    public String readData() {
        System.out.println(dataSource.readData());
        return "[CompressDataSourceImpl.readData] 解压数据";
    }
}
@Configuration
public class DataSourceConfig {
    @Bean
    public DataSource compressDataSourceImpl() {
        return new CompressDataSourceImpl(new EncryptDataSourceImpl(new FileDataSourceImpl()));
    }
}
@ComponentScan
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(Application.class);
        DataSource dataSource = applicationContext.getBean(DataSource.class);
        dataSource.writeData("hello world");
        System.out.println("-----------------------------");
        System.out.println(dataSource.readData());
    }
}

/*
[CompressDataSourceImpl.writeData] 压缩数据
[EncryptFileDataSourceImpl.writeData] 加密数据
[FileDataSourceImpl.writeData] 写入数据
-----------------------------
[FileDataSourceImpl.readData] 读取数据
[EncryptFileDataSourceImpl.readData] 解密数据
[CompressDataSourceImpl.readData] 解压数据
*/
  • 一旦产品经理要改需求了,例如:
    • (1)压缩数据 -> 写入数据
    • (2)读取数据 -> 解压数据
  • 咱只要修改DataSourceConfig即可:
@Configuration
public class DataSourceConfig {
    @Bean
    public DataSource compressDataSourceImpl() {
//        return new CompressDataSourceImpl(new EncryptDataSourceImpl(new FileDataSourceImpl()));
        return new CompressDataSourceImpl(new FileDataSourceImpl());
    }
}

/*
[CompressDataSourceImpl.writeData] 压缩数据
[FileDataSourceImpl.writeData] 写入数据
-----------------------------
[FileDataSourceImpl.readData] 读取数据
[CompressDataSourceImpl.readData] 解压数据
*/

三、对装饰器模式的思考

1、从代码结构上来看,咋和代理模式这么像呢?

  • 装饰器模式:
    • (1)实现和被装饰类一样的接口(如上述的:implements DataSource
    • (2)持有被装饰的类(如上述的:private DataSource dataSource;
    • (3)增强接口的方法
  • 代理模式:【详见:对代理模式的理解】
    • (1)实现和被代理类一样的接口
    • (2)持有被代理的类
    • (3)增强接口的方法

像,太像了!

  • 真的是这样吗?
    • 看看客户端是如何使用的吧~
      • 装饰器模式:我们要根据需求,“装饰”出接口对应的实现类。
        • 通过层层套娃,丰富基础功能。结合上文,从基本的写入数据功能,丰富为:压缩数据 -> 加密数据 -> 写入数据。
      • 代理模式:接口原本的实现类是类A,代理后,客户端真正使用的是实现类B(通常,客户端感知不到这种变化)。
  • 一图胜前言:
    在这里插入图片描述
    • 一个接口的实现类,从逻辑上说,存在组合逻辑,例如:
      • 加密数据 + 写入数据
      • 压缩数据 + 写入数据
      • 压缩数据 + 加密数据 + 写入数据
    • 如果采用继承的方式,会导致定义很多子类,那么用组合吧!用装饰器模式吧!【Java的io便是这种场景~】

2、设计原则 >> 设计模式

  • 我也学了一阵子设计模式了,已经感受到设计模式的局限性了。以上文为例,如果我们拿到的FileDataSourceImpl已经是一坨屎山了,里面写入数据的逻辑并不纯粹,那么,通过装饰器模式丰富写入数据的能力可能会出问题(例如,写入数据前做了一些特殊处理;需求是我们先做特殊处理,再加密后写入;使用装饰器模式就变成了,先加密,然后特殊处理,再写入。)。此时,还不如暴力法来得简洁高效。

破罐子破摔,世界是熵增的…

  • 因此,设计模式非常依赖场景。场景稍微变一下,设计模式就失效了… 而真正有用的是,设计模式遵循的设计原则,以及背后的终极奥义:高内聚,低耦合

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