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一、概述

裝飾者模式（Decorator Pattern）允許向一個(gè)現(xiàn)有的對(duì)象擴(kuò)展新的功能，同時(shí)不改變其結(jié)構(gòu)。主要解決直接繼承下因功能的不斷橫向擴(kuò)展導(dǎo)致子類(lèi)膨脹的問(wèn)題，無(wú)需考慮子類(lèi)的維護(hù)。

裝飾者模式有4種角色：

抽象構(gòu)件角色（Component）：具體構(gòu)件類(lèi)和抽象裝飾者類(lèi)的共同父類(lèi)。

具體構(gòu)件角色（ConcreteComponent）：抽象構(gòu)件的子類(lèi)，裝飾者類(lèi)可以給它增加額外的職責(zé)。

裝飾角色（Decorator）：抽象構(gòu)件的子類(lèi)，具體裝飾類(lèi)的父類(lèi)，用于給具體構(gòu)件增加職責(zé)，但在子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)。

具體裝飾角色（ConcreteDecorator）：具體裝飾類(lèi)，定義了一些新的行為，向構(gòu)件類(lèi)添加新的特性。

二、入門(mén)案例

2.1、類(lèi)圖

2.2、基礎(chǔ)類(lèi)介紹

// 抽象構(gòu)件角色
public interface Component {

    void doSomeThing();
}

// 具體構(gòu)件角色
public class ConcreteComponent implements Component {

    @Override
    public void doSomeThing(){
        System.out.println("處理業(yè)務(wù)邏輯");
    }
}

// 裝飾者類(lèi)
public abstract class Decorator implements Component {

    private Component component;

    public Decorator(Component component){
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void doSomeThing(){
        // 調(diào)用處理業(yè)務(wù)邏輯
        component.doSomeThing();
    }
}

// 具體裝飾類(lèi)
public class ConcreteDecorator extends Decorator {

    public ConcreteDecorator(Component component){
        super(component);
    }

    @Override
    public void doSomeThing(){
        System.out.println("業(yè)務(wù)邏輯功能擴(kuò)展");
        super.doSomeThing();
    }
}

當(dāng)然，如果需要擴(kuò)展更多功能的話，可以再定義其他的ConcreteDecorator類(lèi)，實(shí)現(xiàn)其他的擴(kuò)展功能。如果只有一個(gè)ConcreteDecorator類(lèi)，那么就沒(méi)有必要建立一個(gè)單獨(dú)的Decorator類(lèi)，而可以把Decorator和ConcreteDecorator的責(zé)任合并成一個(gè)類(lèi)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

如風(fēng)之前在一家保險(xiǎn)公司干過(guò)一段時(shí)間。其中保險(xiǎn)業(yè)務(wù)員也會(huì)在自家產(chǎn)品注冊(cè)賬號(hào)，進(jìn)行推銷(xiāo)。不過(guò)在這之前，他們需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，導(dǎo)入一張展業(yè)資格證書(shū)。然后再去推銷(xiāo)保險(xiǎn)產(chǎn)品供用戶下單，自己則通過(guò)推銷(xiāo)產(chǎn)生的業(yè)績(jī)，參與分潤(rùn)，拿對(duì)應(yīng)的傭金。

對(duì)于上面導(dǎo)證書(shū)這個(gè)場(chǎng)景，實(shí)際上是會(huì)根據(jù)不同的保險(xiǎn)產(chǎn)品，導(dǎo)入不同的證書(shū)的。并且證書(shū)的類(lèi)型也不同，對(duì)應(yīng)的解析、校驗(yàn)、執(zhí)行的業(yè)務(wù)場(chǎng)景都是不同的。如何去實(shí)現(xiàn)呢？當(dāng)然if-else確實(shí)也是一種不錯(cuò)的選擇。下面放一段偽代碼

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/17 11:32
 * @description
 */
@RestController
@RequestMapping("/certificate")
public class CertificateController {

    @Resource
    private CommonCertificateService certificateService;

    @PostMapping("/import")
    public Result importFile(@RequestParam MultipartFile file, @RequestParam String productCode){
        return Result.success(certificateService.importCertificate(file, productCode));
    }
}

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/17 13:25
 * @description
 */
@Service
public class CommonCertificateService {

    public Integer importCertificate(MultipartFile file, String productCode){
        // 1、參數(shù)非空校驗(yàn)
        // 2、通過(guò)file后綴判斷file類(lèi)型，支持excel和pdf
        // 3、解析file文件，獲取數(shù)據(jù)，統(tǒng)一封裝到定義的CertificatePojo類(lèi)中
        // 4、根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型判斷導(dǎo)入之前的業(yè)務(wù)邏輯
        if (productCode.equals(DecorateConstants.PRODUCT_A)) {
            // 重新計(jì)算業(yè)績(jī)邏輯
            // 重新算業(yè)績(jī)類(lèi)型邏輯
            // 一坨坨代碼去實(shí)現(xiàn)....
        }
        else if (productCode.equals(DecorateConstants.PRODUCT_B)) {
            // 導(dǎo)入證書(shū)的代理人自己以及上級(jí)身份晉升邏輯
            // 業(yè)績(jī)計(jì)算邏輯
            // 一坨坨代碼去實(shí)現(xiàn)...
        } else if (productCode.equals(DecorateConstants.PRODUCT_C)) {
            // c產(chǎn)品下的業(yè)務(wù)邏輯
            // 一坨坨代碼去實(shí)現(xiàn)...
        } else {
            // 默認(rèn)的處理邏輯
            // 一坨坨代碼去實(shí)現(xiàn)...
        }
        // 5、證書(shū)數(shù)據(jù)保存
        // 6、代理人信息保存
        // 7、相關(guān)流水?dāng)?shù)據(jù)保存
        // 返回代理人id
        Integer agentId = Integer.MAX_VALUE;
        return agentId;
    }
}

從上面的偽代碼看到，所有的業(yè)務(wù)邏輯是在一起處理的，通過(guò)productCode去處理對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的相關(guān)邏輯。這么一看，好像也沒(méi)毛病，但是還是被技術(shù)大佬給否決了。好吧，如風(fēng)決定重寫(xiě)。運(yùn)用裝飾者模式，重新處理下了下這段代碼。1、一切再?gòu)淖⒔獬霭l(fā)，自定義Decorate注解，這里定義2個(gè)屬性，scene和type

• scene：標(biāo)記具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景
• type：表示在該種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，定義一種具體的裝飾器類(lèi)

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/8 17:44
 * @description
 */
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Service
public @interface Decorate {
     /**
      * 具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景
      * @return
      */
     String scene();
     /**
      * 類(lèi)型:不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，不同的裝飾器類(lèi)型
      * @return
      */
     String type();
}

2、抽象構(gòu)件接口，BaseHandler，這個(gè)是必須滴

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/8 17:07
 * @description 抽象處理接口
 */
public interface BaseHandler {
    /**
     * 統(tǒng)一的處理方法
     * @param t
     * @return
     */
    R handle(T t);
}

3、抽象裝飾器類(lèi)，AbstractHandler，持有一個(gè)被裝飾類(lèi)的引用，這個(gè)引用具體在運(yùn)行時(shí)被指定

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-13 22:10:05
 * @desc 抽象父類(lèi)
 */
public abstract class AbstractHandler implements BaseHandler {
    protected BaseHandler service;

    public void setService(BaseHandler service){
        this.service = service;
    }
}

4、具體的裝飾器類(lèi)AProductServiceDecorate?，主要負(fù)責(zé)處理“導(dǎo)師證書(shū)”這個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，A產(chǎn)品相關(guān)的導(dǎo)入邏輯，并且標(biāo)記了自定義注解Decorate，表示該類(lèi)是裝飾器類(lèi)。主要負(fù)責(zé)對(duì)A產(chǎn)品證書(shū)導(dǎo)入之前邏輯的增強(qiáng)，我們這里稱之為“裝飾”。

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-13 23:11:16
 * @desc
 */
@Decorate(scene = SceneConstants.CERTIFICATE_IMPORT, type = DecorateConstants.PRODUCT_A)
public class AProductServiceDecorate extends AbstractHandler {

    /**
     * 重寫(xiě)父類(lèi)處理數(shù)據(jù)方法
     * @param file
     * @return
     */
    @Override
    public Integer handle(MultipartFile file){
        // 解析
        CertificatePojo data = parseData(file);
        // 校驗(yàn)
        check(data);
        // 業(yè)績(jī)計(jì)算
        calAchievement(data.getMobile());
        return (Integer) service.handle(data);
    }

    public CertificatePojo parseData(MultipartFile file){
        // file,證書(shū)解析
        System.out.println("A產(chǎn)品的證書(shū)解析......");
        CertificatePojo certificatePojo = new CertificatePojo();
        certificatePojo.setMobile("12323");
        certificatePojo.setName("張三");
        certificatePojo.setMemberNo("req_343242ds");
        certificatePojo.setEffectDate("2022-10-31:20:20:10");
        return certificatePojo;
    }

    /**
     * 證書(shū)數(shù)據(jù)校驗(yàn)
     * @param data
     */
    public void check(CertificatePojo data){
        // 數(shù)據(jù)規(guī)范和重復(fù)性校驗(yàn)
        // .....
        System.out.println("A證書(shū)數(shù)據(jù)校驗(yàn)......");
    }

    /**
     * 計(jì)算業(yè)績(jī)信息
     */
    private void calAchievement(String mobile){
        System.out.println("查詢用戶信息, 手機(jī)號(hào)：" + mobile);
        System.out.println("重新計(jì)算業(yè)績(jī)...");
    }
}

當(dāng)然，還是其他裝飾類(lèi)，BProductServiceDecorate，CProductServiceDecorate等等，負(fù)責(zé)裝飾其他產(chǎn)品，這里就不舉例了。

5、當(dāng)然還有管理裝飾器類(lèi)的裝飾器類(lèi)管理器DecorateManager，內(nèi)部維護(hù)一個(gè)map，負(fù)責(zé)存放具體的裝飾器類(lèi)

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/15 17:18
 * @description 裝飾管理器
 */
public class DecorateManager {

    /**
     * 用于存放裝飾器類(lèi)
     */
    private Map decorateHandleMap = new HashMap<>();

    /**
     * 將具體裝飾器類(lèi)放在map中
     *
     * @param handlerList
     */
    public void setDecorateHandler(List handlerList){
        for (AbstractHandler h : handlerList) {
            Decorate annotation = AnnotationUtils.findAnnotation(h.getClass(), Decorate.class);
            decorateHandleMap.put(createKey(annotation.scene(), annotation.type()), h);
        }
    }

    /**
     * 返回具體的裝飾器類(lèi)
     *
     * @param type
     * @return
     */
    public AbstractHandler selectHandler(String scene, String type){
        String key = createKey(scene, type);
        return decorateHandleMap.get(key);
    }

    /**
     * 拼接map的key
     * @param scene
     * @param type
     * @return
     */
    private String createKey(String scene, String type){
        return StrUtil.builder().append(scene).append(":").append(type).toString();
    }
}

6、用了springboot，當(dāng)然需要將這個(gè)管理器交給spring的bean容器去管理，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)配置類(lèi)DecorateAutoConfiguration

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-12 19:22:41
 * @desc
 */
@Configuration
public class DecorateAutoConfiguration {

    @Bean
    public DecorateManager handleDecorate(List handlers){
        DecorateManager manager = new DecorateManager();
        manager.setDecorateHandler(handlers);
        return manager;
    }
}

7、被裝飾的service類(lèi)，CertificateService，只需要關(guān)注自己的核心邏輯就可以

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022/11/8 17:10
 * @description 執(zhí)行證書(shū)導(dǎo)入的service
 */
@Service
public class CertificateService implements BaseHandler {

    /**
     * 處理導(dǎo)入證書(shū)的核心邏輯service
     * @param certificate
     * @return
     */
    @Override
    public Integer handle(CertificatePojo certificate){
        System.out.println("核心業(yè)務(wù),證書(shū)數(shù)據(jù):" + JSONUtil.toJsonStr(certificate));
        // 1、證書(shū)數(shù)據(jù)保存
        // 2、代理人信息保存
        // 3、相關(guān)流水?dāng)?shù)據(jù)保存
        // 其他的一些列核心操作
        Integer agentId = Integer.MAX_VALUE;
        // 返回代理人id
        return agentId;
    }
}

8、在原來(lái)的controller中，注入管理器類(lèi)DecorateManager去調(diào)用，以及service，也就是被裝飾的類(lèi)。首先拿到裝飾器，然后再通過(guò)setService方法，傳入被裝飾的service。也就是具體裝飾什么類(lèi)，需要在運(yùn)行時(shí)才確定。

/**
 * @author 往事如風(fēng)
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-13 23:30:37
 * @desc
 */
@RestController
public class WebController {

    @Resource
    private DecorateManager decorateManager;

    @Resource
    private CertificateService certificateService;

    @PostMapping("/import")
    public Result importFile(@RequestParam MultipartFile file, @RequestParam String productCode){
        AbstractHandler handler = decorateManager.selectHandler(SceneConstants.CERTIFICATE_IMPORT, productCode);
        if (Objects.isNull(handler)) {
            return Result.fail();
        }
        handler.setService(certificateService);
        return Result.success(handler.handle(file));
    }
}

下面模擬下代理人導(dǎo)入證書(shū)的流程，當(dāng)選擇A產(chǎn)品，productCode傳A過(guò)來(lái)，后端的處理流程。

• 對(duì)于A產(chǎn)品下，證書(shū)的解析，A產(chǎn)品傳的是excel
• 然后數(shù)據(jù)校驗(yàn)，這個(gè)產(chǎn)品下，特有的數(shù)據(jù)校驗(yàn)
• 最后是核心的業(yè)績(jī)重算，只有A產(chǎn)品才會(huì)有這個(gè)邏輯

當(dāng)選擇B產(chǎn)品，productCode傳A過(guò)來(lái)，后端的處理流程。

• 對(duì)于B產(chǎn)品下，證書(shū)的解析，A產(chǎn)品傳的是pdf
• 然后數(shù)據(jù)校驗(yàn)，跟A產(chǎn)品也不同，多了xxx步驟
• 核心是代理人的晉升處理，這部分是B產(chǎn)品獨(dú)有的

最后說(shuō)一句，既然都用springboot了，這塊可以寫(xiě)一個(gè)starter，做一個(gè)公用的裝飾器模式。如果哪個(gè)服務(wù)需要用到，依賴這個(gè)裝飾器的starter，然后標(biāo)記Decorate注解，定義對(duì)應(yīng)的scene和type屬性，就可以直接使用了。

四、源碼中運(yùn)用

4.1、JDK源碼中的運(yùn)用

來(lái)看下IO流中，InputStream、FilterInputStream、FileInputStream、BufferedInputStream的一段代碼

public abstract class InputStream implements Closeable {

    public abstract int read() throws IOException;


    public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        if (b == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        } else if (len == 0) {
            return 0;
        }

        int c = read();
        if (c == -1) {
            return -1;
        }
        b[off] = (byte)c;

        int i = 1;
        try {
            for (; i < len ; i++) {
                c = read();
                if (c == -1) {
                    break;
                }
                b[off + i] = (byte)c;
            }
        } catch (IOException ee) {
        }
        return i;
    }
}
//--------------------------
public class FilterInputStream extends InputStream {
   
    protected FilterInputStream(InputStream in){
        this.in = in;
    }
    public int read() throws IOException {
        return in.read();
    }
}

//--------------------------
public class BufferedInputStream extends FilterInputStream {
    public BufferedInputStream(InputStream in, int size){
        super(in);
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Buffer size <= 0");
        }
        buf = new byte[size];
    }

    public BufferedInputStream(InputStream in){
        this(in, DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    }
    
    public int read() throws IOException {
        return in.read();
    }

    public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        return in.read(b, off, len);
    }
}

//--------------------------
public class FileInputStream extends InputStream {
    public int read(byte b[]) throws IOException {
        return readBytes(b, 0, b.length);
    }
}

再來(lái)看下這幾個(gè)類(lèi)的類(lèi)圖 

 這些類(lèi)的代碼有刪改，可以看到BufferedInputStream中定義了很多屬性，這些數(shù)據(jù)都是為了可緩沖讀取來(lái)作準(zhǔn)備的，看到其有構(gòu)造方法會(huì)傳入一個(gè)InputStream的實(shí)例。實(shí)際編碼如下

//被裝飾的對(duì)象，文件輸入流
InputStream in=new FileInputStream("/data/log/app.log");
//裝飾對(duì)象，可緩沖
InputStream bufferedIn=new BufferedInputStream(in);
bufferedIn.read();

這里覺(jué)得很眼熟吧，其實(shí)已經(jīng)運(yùn)用了裝飾模式了。

4.2、mybatis源碼中的運(yùn)用

在mybatis中，有個(gè)接口Executor?，顧名思義這個(gè)接口是個(gè)執(zhí)行器，它底下有許多實(shí)現(xiàn)類(lèi)，如CachingExecutor、SimpleExecutor、BaseExecutor等等。類(lèi)圖如下： 

主要看下CachingExecutor類(lèi)，看著很眼熟，很標(biāo)準(zhǔn)的裝飾器。其中該類(lèi)中的update是裝飾方法，在調(diào)用真正update方法之前，會(huì)執(zhí)行刷新本地緩存的方法，對(duì)原來(lái)的update做增強(qiáng)和擴(kuò)展。

public class CachingExecutor implements Executor {

  private final Executor delegate;
  private final TransactionalCacheManager tcm = new TransactionalCacheManager();

  public CachingExecutor(Executor delegate){
    this.delegate = delegate;
    delegate.setExecutorWrapper(this);
  }

  @Override
  public int update(MappedStatement ms, Object parameterObject) throws SQLException {
    // 增強(qiáng)內(nèi)容
    // 修改方法就要清空本地的緩存
    flushCacheIfRequired(ms);
    // 調(diào)用原有的方法
    return delegate.update(ms, parameterObject);
  }
}    

再來(lái)看下BaseExecutor類(lèi)，這里有一個(gè)update方法，這個(gè)是原本的被裝飾的update方法。然后再看這個(gè)原本的update方法，它調(diào)用的doUpdate方法是個(gè)抽象方法，用protected修飾。咦，這不就是模板方法么，關(guān)于模板方法模式，這里就不展開(kāi)贅述了。

public abstract class BaseExecutor implements Executor {
  protected Executor wrapper;
  
  @Override
  public int update(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing an update").object(ms.getId());
    if (closed) {
      throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
    clearLocalCache();
    return doUpdate(ms, parameter);
  }
  protected abstract int doUpdate(MappedStatement ms, Object parameter)
      throws SQLException;
}

五、總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)組合而非繼承的方式，動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展一個(gè)對(duì)象的功能，在運(yùn)行時(shí)可以選擇不同的裝飾器從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。

有效的避免了使用繼承的方式擴(kuò)展對(duì)象功能而帶來(lái)的靈活性差、子類(lèi)無(wú)限制擴(kuò)張的問(wèn)題。

具體組件類(lèi)與具體裝飾類(lèi)可以獨(dú)立變化，用戶可以根據(jù)需要新增具體組件類(lèi)跟裝飾類(lèi)，在使用時(shí)在對(duì)其進(jìn)行組合，原有代碼無(wú)須改變，符合"開(kāi)閉原則"。

缺點(diǎn)

這種比繼承更加靈活機(jī)動(dòng)的特性，也同時(shí)意味著更加多的復(fù)雜性。

裝飾模式會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多小類(lèi) (I/O 類(lèi)中就是這樣)，如果過(guò)度使用，會(huì)使程序變得很復(fù)雜。

裝飾模式是針對(duì)抽象組件（Component）類(lèi)型編程。但是，如果你要針對(duì)具體組件編程時(shí)，就應(yīng)該重新思考你的應(yīng)用架構(gòu)，以及裝飾者是否合適。

六、參考源碼

?編程文檔： https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

應(yīng)用倉(cāng)庫(kù)： https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

名稱欄目：聊一聊裝飾者模式
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