java装饰模式实例解析

1、装饰模式概述：

装饰模式（Decorator Pattern):动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。《设计模式的艺术》

使用场景：

现实生活中大家都会遇到的一种场景，当买了房子之后，可能都需要对房子进行装修，或是根据自己的一些喜好对房间进行二次的装饰来满足自己的需求。软件系统开发也如此，一个系统设计好之后，常常需要对系统进行扩展，增加新的业务需求。市场端的需求是善变的，因此在软件设计时必须要考虑到系统的扩展性，不可能一次性将所有功能做到满足所有需求。装饰模式的应用，为系统的扩展以及迭代需求提供很好的支持。

2、装饰模式UML类图：

image.png

Component(抽象构件)：作为具体构件和装饰类的公共父类，定义相关的业务接口，主要为面向抽象编程；
ConcreteComponent(具体构件)：作为抽象构件的子类，为具体业务的实现者；
Decorator(抽象装饰类)：抽象构件的子类，定义为抽象类。用于扩展具体构件的业务功能，作为抽象存在只是为了用户端使用时面向接口编程。其内部维护一个抽象构件的引用，通过该引用来调用具体构件的方法，并通过其子类来扩展业务方法，实现装饰的目的。
ConcreteDecorator(具体装饰类)：作为抽象装饰类的子类，完成对具体构件业务功能的扩展装饰功能。

3、装饰模式示例：

项目背景：

咋一看上面的类图设计，可能体会不到装饰模式的优雅性，我们通过一个实例，来带大家体会其中妙处。该实例为某电商平台活动、扣费相关部分的后台设计，与前面文章一样只展示其功能并不上具体代码啦。

/**
 * 负责实现各种折扣业务
 */
public class DiscountBusiness {

    /**
     * 会员9折优惠
     */
    public void discountForVip() {
        //do something
    }

    /**
     * 51活动优惠
     */
    public void discountForLayborDay() {
        //do something
    }


    /**
     * 新年活动优惠
     */
    public void discountForSpringFestival() {
        //do something
    }

    /**
     * vip用户新年活动优惠
     */
    public void springFestivalDiscountForVip() {
        //do something
    }
    ...
}

上述代码为折扣业务逻辑处理类，由于项目初期设计时没有考虑太多，当业务不断发展时，运营有各种需求，需要修改原有方案。而程序端实现就是不断累计代码，增加新的业务方法和逻辑判断来进行处理。大家可以想象，几年下来这类的代码量那可是非常客观的，日后做重构或是项目交接，我想接盘的人心里肯定是一万个草尼玛飘过。所谓前人种树后人乘凉，系统设计对于产品发展非常重要，下面我们看使用装饰模式对该模块进行重构后的实现。

代理模式实现：

image.png

public abstract class BaseDiscount {
    public abstract void discount();
}
public class VIPDiscountBusiness extends BaseDiscount {
    @Override
    public void discount() {
        System.out.println("处理vip用户的折扣业务");
    }
}
public class FestivalDiscountBusiness extends BaseDiscount {
    @Override
    public void discount() {
        System.out.println("处理节假日折扣业务");
    }
}
public abstract class DiscountDecorator extends BaseDiscount{
    
    public BaseDiscount component;
    
    public DiscountDecorator(BaseDiscount component) {
        this.component = component;
    }   
    public abstract void discountForVip();
    
    public abstract void discountForFestival();
}
public class VIPDiscountDecorator extends DiscountDecorator{

    public VIPDiscountDecorator(BaseDiscount component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void discount() {
        component.discount();
    }

    @Override
    public void discountForVip() {
        component.discount();
        //do something
        System.out.println("扩展Vip用户折扣业务功能");
    }

    @Override
    public void discountForFestival() {
        //do nothing
    }
}
public class FestivalDiscountDecorator extends DiscountDecorator{
    
    public FestivalDiscountDecorator(BaseDiscount component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void discount() {
        component.discount();
    }

    @Override
    public void discountForVip() {
        //do noting
    }

    @Override
    public void discountForFestival() {
        discount();
        //do something
        System.out.println("扩展节假日折扣业务功能");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //客户端使用
        BaseDiscount vipDiscountBusiness, festivalDiscountBusiness;
        vipDiscountBusiness = new VIPDiscountBusiness();
        festivalDiscountBusiness = new FestivalDiscountBusiness();
        DiscountDecorator vipDiscountDecorator, festivalDiscountDecorator;
        vipDiscountDecorator = new VIPDiscountDecorator(vipDiscountBusiness);
        festivalDiscountDecorator = new FestivalDiscountDecorator(festivalDiscountBusiness);
        vipDiscountDecorator.discountForVip();
        festivalDiscountDecorator.discountForFestival();

    }
}

放眼望去，上面代码好像想比初始时一个类处理完所有功能要复杂的多，结构设计也更抽象化，或许让人觉得更加难理解。首先将折扣业务划分为2个类别，并且设计对应的实现者和装饰者，当业务反之需要对其中的折扣规则进行扩展或者是修改时，并不需要直接修改原有具体实现者的方法，只需要修改VIPDiscountDecorator和FestivalDiscountDecorator等装饰类中的处理逻辑或者是增加新的接口实现新的业务需求。换句话说不管业务怎么变化，基础的实现方式不会随者系统扩展而发生变化，不会破坏原有封装性。从扩展性和解耦性上来说，这样的设计会更符合面向对象设计原则，而且这种设计可读性更高。

4、透明装饰模式与半透明装饰模式

两者之间的区别并不大，透明与否是对客户端程序而言。上述的示例其实就是透明装饰模式，因为装饰类中的接口都定义在抽象类DiscountDecorator中，用户在使用时面向抽象，所有的接口都是透明的。半透明的就是将具体业务类的装饰方法定义在具体的装饰类中，在客户端使用装饰类时要直接用具体装饰类声明对象，只能使用其业务相关的方法。

5、优缺点分析：

优点：

1）灵活性更好，不用增加特别多子类对原有功能进行扩展；
2）降低系统耦合，面向接口编程，扩展性好；

缺点：

1）设计的理解上会更复杂；

结束语

相信大家对于装饰模式已有一个初步了解，经常在面试的时候会被问到装饰模式与代理模式的区别。装饰模式意义在于对原有系统业务功能的扩展或者是装饰，而代理模式常用在原有系统中增加一些与业务无关的操作，例如日志、验证等功能。