装饰者模式

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

应用实例： 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

应用场景

装饰者模式在我们生活中应用也比较多如给煎饼加鸡蛋；给蛋糕加上一些水果；给房子装修等，为对象扩展一些额外的职责。装饰者在代码程序中适用于以下场景：
1、用于扩展一个类的功能或给一个类添加附加职责。
2、动态的给一个对象添加功能，这些功能可以再动态的撤销。
来看一个这样的场景，上班族白领其实大多有睡懒觉的习惯，每天早上上班都是踩点，于是很多小伙伴为了多赖一会儿床都不吃早餐。那么，也有些小伙伴可能在上班路上碰到卖煎饼的路边摊，都会顺带一个到公司茶水间吃早餐。卖煎饼的大姐可以给你的煎饼加鸡蛋，也可以加香肠（如下图，PS：我买煎饼一般都要求不加生菜）。

图片.png

下面我们用代码还原一下码农的生活。首先创建一个煎饼Battercake类:

public class Battercake {

    protected String getMsg(){
        return "煎饼";
    }

    public int getPrice(){
        return 5;
    }

}

创建一个加鸡蛋的煎饼BattercakeWithEgg类：

public class BattercakeWithEgg extends Battercake{
    @Override
    protected String getMsg() {
        return super.getMsg() + "+1个鸡蛋";
    }

    @Override
    //加一个鸡蛋加1块钱
    public int getPrice() {
        return super.getPrice() + 1;
    }
}

再创建一个既加鸡蛋又加香肠的BattercakeWithEggAndSausage类：

public class BattercakeWithEggAndSausage extends BattercakeWithEgg{
    @Override
    protected String getMsg() {
        return super.getMsg() + "+1根香肠";
    }

    @Override
    //加一个香肠加2块钱
    public int getPrice() {
        return super.getPrice() + 2;
    }
}

编写客户端测试代码：

public class BattercakeTest {
    public static void main(String[] args) {

        Battercake battercake = new Battercake();
        System.out.println(battercake.getMsg() + ",总价格：" + battercake.getPrice());

        Battercake battercakeWithEgg = new BattercakeWithEgg();
        System.out.println(battercakeWithEgg.getMsg() + ",总价格：" + battercakeWithEgg.getPrice());

        Battercake battercakeWithEggAndSausage = new BattercakeWithEggAndSausage();
        System.out.println(battercakeWithEggAndSausage.getMsg() + ",总价格：" + battercakeWithEggAndSausage.getPrice());

    }

}

运行结果：

煎饼,总价格：5
煎饼+1个鸡蛋,总价格：6
煎饼+1个鸡蛋+1根香肠,总价格：8

运行结果没有问题。但是，如果用户需要一个加2个鸡蛋加1根香肠的煎饼，那么用我们现在的类结构是创建不出来的，也无法自动计算出价格，除非再创建一个类做定制。如果需求再变，一直加定制显然是不科学的。那么下面我们就用装饰者模式来解决上面的问题。首先创建一个建煎饼的抽象Battercake类：

public abstract class Battercake {
    protected abstract String getMsg();
    protected abstract int getPrice();
}

创建一个基本的煎饼（或者叫基础套餐）BaseBattercake：

public class BaseBattercake extends Battercake {
    protected String getMsg(){
        return "煎饼";
    }

    public int getPrice(){
        return 5;
    }
}

然后，再创建一个扩展套餐的抽象装饰者BattercakeDecotator类：

public abstract class BattercakeDecorator extends Battercake {

    //静态代理，委派
    private Battercake battercake;

    public BattercakeDecorator(Battercake battercake) {
        this.battercake = battercake;
    }

    protected abstract void doSomething();

    @Override
    protected String getMsg() {
        return this.battercake.getMsg();
    }

    @Override
    protected int getPrice() {
        return this.battercake.getPrice();
    }
}

然后，创建鸡蛋装饰者EggDecorator类：

public class EggDecorator extends BattercakeDecorator {
    public EggDecorator(Battercake battercake) {
        super(battercake);
    }

    protected void doSomething() {

    }

    @Override
    protected String getMsg() {
        return super.getMsg() + "+1个鸡蛋";
    }

    @Override
    protected int getPrice() {
        return super.getPrice() + 1;
    }
}

创建香肠装饰者SausageDecorator类：

public class SausageDecorator extends BattercakeDecorator {
    public SausageDecorator(Battercake battercake) {
        super(battercake);
    }

    protected void doSomething() {

    }

    @Override
    protected String getMsg() {
        return super.getMsg() + "+1根香肠";
    }

    @Override
    protected int getPrice() {
        return super.getPrice() + 2;
    }
}

编写客户端测试代码：

public class BattercakeTest {
    public static void main(String[] args) {

        Battercake battercake;
        //路边摊买一个煎饼
        battercake = new BaseBattercake();
        //煎饼有点小，想再加一个鸡蛋
        battercake = new EggDecorator(battercake);
        //再加一个鸡蛋
//        battercake = new EggDecorator(battercake);
        //很饿，再加根香肠
        battercake = new SausageDecorator(battercake);
        battercake = new SausageDecorator(battercake);
        battercake = new SausageDecorator(battercake);
        battercake = new SausageDecorator(battercake);
        battercake = new SausageDecorator(battercake);


        //跟静态代理最大区别就是职责不同
        //静态代理不一定要满足is-a的关系
        //静态代理会做功能增强，同一个职责变得不一样

        //装饰器更多考虑是扩展

        System.out.println(battercake.getMsg() + ",总价：" + battercake.getPrice());


    }

}

运行结果：

煎饼+1个鸡蛋+1根香肠+1根香肠+1根香肠+1根香肠+1根香肠,总价：16

来看一下类图：

图片.png

为了加深印象，我们再来看一个应用场景。是否还有小伙伴记得我们上次讲个的适配器模式，为了实现新功能与老功能兼容，创建一个新的类继承已有的类，实现功能扩展，遵循开闭原则。今天我们再用装饰者模式再来升级一次代码，同时也做一个更好的对比。先看原来的代码，Member类：

public class Member {

    private String username;
    private String password;
    private String mid;
    private String info;

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public String getMid() {
        return mid;
    }

    public void setMid(String mid) {
        this.mid = mid;
    }

    public String getInfo() {
        return info;
    }

    public void setInfo(String info) {
        this.info = info;
    }
}

ResultMsg类：

public class ResultMsg {

    private int code;
    private String msg;
    private Object data;

    public ResultMsg(int code, String msg, Object data) {
        this.code = code;
        this.msg = msg;
        this.data = data;
    }

    public int getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(int code) {
        this.code = code;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }

    public Object getData() {
        return data;
    }

    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
    }
}

ISigninService接口：

public interface ISigninService {
    ResultMsg regist(String username, String password);


    /**
     * 登录的方法
     * @param username
     * @param password
     * @return
     */
    ResultMsg login(String username, String password);
}

SigninService实现类：

public class SigninService implements ISigninService {

    public ResultMsg regist(String username,String password){
        return  new ResultMsg(200,"注册成功",new Member());
    }

    /**
     * 登录的方法
     * @param username
     * @param password
     * @return
     */
    public ResultMsg login(String username,String password){
        return null;
    }
}

来看升级以后的代码，创建一个新的接口继承原来的接口：

public interface ISiginForThirdService extends ISigninService {

    /**
     * QQ登录
     * @param id
     * @return
     */
    ResultMsg loginForQQ(String id);

    /**
     * 微信登录
     * @param id
     * @return
     */
    ResultMsg loginForWechat(String id);

    /**
     * 记住登录状态后自动登录
     * @param token
     * @return
     */
    ResultMsg loginForToken(String token);

    /**
     * 手机号登录
     * @param telphone
     * @param code
     * @return
     */
    ResultMsg loginForTelphone(String telphone, String code);

    /**
     * 注册后自动登录
     * @param username
     * @param passport
     * @return
     */
    ResultMsg loginForRegist(String username, String passport);
}

创建新的逻辑处理类SigninForThirdService，实现新创建的接口:

public class SiginForThirdService implements ISiginForThirdService {

    private ISigninService signinService;

    public SiginForThirdService(ISigninService signinService) {
        this.signinService = signinService;
    }

    public ResultMsg regist(String username, String password) {
        return signinService.regist(username,password);
    }

    public ResultMsg login(String username, String password) {
        return signinService.login(username,password);
    }

    public ResultMsg loginForQQ(String id) {
        return null;
    }

    public ResultMsg loginForWechat(String id) {
        return null;
    }

    public ResultMsg loginForToken(String token) {
        return null;
    }

    public ResultMsg loginForTelphone(String telphone, String code) {
        return null;
    }

    public ResultMsg loginForRegist(String username, String passport) {
        return null;
    }
}

客户端测试代码：

public class DecoratorTest {

    public static void main(String[] args) {

        //满足一个is-a
        ISiginForThirdService siginForThirdService = new SiginForThirdService(new SigninService());
        siginForThirdService.loginForQQ("sdfasfdasfsf");

    }


}

装饰者模式最本质的特征是将原有类的附加功能抽离出来，简化原有类的逻辑。通过这样两个案例，我们可以总结出来，其实抽象的装饰者是可有可无的，具体可以根据业务模型来选择。

装饰者模式和适配器模式对比

装饰者和适配器模式都是包装模式（WrapperPattern），装饰者也是一种特殊的代理模式。

	装饰者模式	适配器模式
形式	是一种非常特别的适配器模式没有层级关系	装饰器模式有层级关系
定义	装饰者和被装饰者都实现同一个接口，主要目的是为了扩展之后依旧保留OOP关系	适配器和被适配者没有必然的联系，通常是采用继承或代理的形式进行包装
关系	满足is-a的关系	满足has-a的关系
功能	注重覆盖、扩展	注重兼容、转换
设计	前置考虑	后置考虑

装饰者模式在源码中的应用

装饰器模式在源码中也应用得非常多，在 JDK 中体现最明显的类就是 IO 相关的类，如BufferedReader、InputStream、OutputStream，看一下常用的InputStream的类结构图：

图片.png

在Spring中的TransactionAwareCacheDecorator类我们也可以来尝试理解一下，这个类主要是用来处理事务缓存的，来看一下代码：

public class TransactionAwareCacheDecorator implements Cache {

    private final Cache targetCache;


    /**
     * Create a new TransactionAwareCache for the given target Cache.
     * @param targetCache the target Cache to decorate
     */
    public TransactionAwareCacheDecorator(Cache targetCache) {
        Assert.notNull(targetCache, "Target Cache must not be null");
        this.targetCache = targetCache;
    }

    /**
     * Return the target Cache that this Cache should delegate to.
     */
    public Cache getTargetCache() {
        return this.targetCache;
    }

    ...

}

TransactionAwareCacheDecorator就是对Cache的一个包装。再来看一个MVC中的装饰者模式HttpHeadResponseDecorator类:

public class HttpHeadResponseDecorator extends ServerHttpResponseDecorator {
    public HttpHeadResponseDecorator(ServerHttpResponse delegate) {
        super(delegate);
    }

    ...
}

最后，看看MyBatis中的一段处理缓存的设计org.apache.ibatis.cache.Cache类，类结构图：

图片.png

从名字上来看其实更容易理解了。比如FifoCache先入先出算法的缓存；LruCache最近最少使用的缓存；TransactionlCache事务相关的缓存，都是采用装饰者模式。

一些信息

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