Design Patterns (mẫu thiết kế) là một kỹ thuật trong lập trình hướng đối tượng, nó khá quan trọng và mọi lập trình viên muốn giỏi đều phải biết. Design Pattern được sử dụng thường xuyên trong các ngôn ngữ OOP. Nó cung cấp cho bạn các “mẫu thiết kế”, giải pháp để giải quyết các vấn đề chung, thường gặp trong lập trình. Các vấn đề mà bạn gặp phải có thể bạn sẽ tự nghĩ ra cách giải quyết nhưng có thể nó chưa phải là tối ưu. Design Pattern giúp bạn giải quyết vấn đề một cách tối ưu nhất, cung cấp cho bạn các giải pháp trong lập trình OOP.
Design Pattern giúp bạn tái sử dụng mã lệnh và dẽ dàng mở rộng.
Nó là tập hơn những giải pháp đã được tối ưu hóa, đã được kiểm chứng để giải quyết các vấn đề trong software engineering. Vậy khi bạn gặp bất kỳ khó khăn gì, design patterns là kim chỉ nam giúp bạn giải quyết vấn đề thay vì tự tìm kiếm giải pháp cho một vấn đề đã được chứng minh.
Design pattern cung cấp giải pháp ở dạng tổng quát, giúp tăng tốc độ phát triển phần mềm bằng cách đưa ra các mô hình test, mô hình phát triển đã qua kiểm nghiệm.
Dùng lại các design pattern giúp tránh được các vấn đề tiềm ẩn có thể gây ra những lỗi lớn, dễ dàng nâng cấp, bảo trì về sau.
Giúp cho các lập trình viên có thể hiểu code của người khác 1 cách nhanh chóng (có thể hiểu là tính communicate). Mọi thành viên trong team có thể dễ dàng trao đổi với nhau để cùng xây dựng dự án mà không mất quá nhiều thời gian.
Khi bạn muốn giữ cho chương trình của mình thực sự đơn giản. Việc sử dụng các design pattern sẽ giúp chúng ta giảm được thời gian và công sức suy nghĩ ra các cách giải quyết cho những vấn đề đã có lời giải.
- Creational Pattern (nhóm khởi tạo – 5 mẫu) gồm: Factory Method, Abstract Factory, Builder, Prototype, Singleton. Những Design pattern loại này cung cấp một giải pháp để tạo ra các object và che giấu được logic của việc tạo ra nó, thay vì tạo ra object một cách trực tiếp bằng cách sử dụng method new. Điều này giúp cho chương trình trở nên mềm dẻo hơn trong việc quyết định object nào cần được tạo ra trong những tình huống được đưa ra.
- Structural Pattern (nhóm cấu trúc – 7 mẫu) gồm: Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight và Proxy. Những Design pattern loại này liên quan tới class và các thành phần của object. Nó dùng để thiết lập, định nghĩa quan hệ giữa các đối tượng.
- Behavioral Pattern (nhóm tương tác/ hành vi – 11 mẫu) gồm: Interpreter, Template Method, Chain of Responsibility, Command, Iterator, Mediator, Memento, Observer, State, Strategy và Visitor. Nhóm này dùng trong thực hiện các hành vi của đối tượng, sự giao tiếp giữa các object với nhau.
- Hình dưới là mối quan hệ giữa 23 Design Pattern cơ bản (GoF):
- Singleton:
- Root
- Đảm bảo 1 class chỉ có 1 instance và cung cấp 1 điểm truy xuất toàn cục đến nó.
- Tần suất sử dụng: cao trung bình.
- Implement Singleton Pattern như thế nào:
- private constructor để hạn chế truy cập từ class bên ngoài.
- Đặt private static final variable đảm bảo biến chỉ được khởi tạo trong class.
- Có một method public static để return instance được khởi tạo ở trên.
- Những cách nào để implement Singleton Pattern
- Eager initialization : Singleton Class được khởi tạo ngay khi được gọi đến. Đây là cách dễ nhất nhưng nó có một nhược điểm mặc dù instance đã được khởi tạo mà có thể sẽ không dùng tới. Eager initialization là cách tiếp cận tốt, dễ cài đặt, tuy nhiên, nó dễ dàng bị phá vỡ bởi Reflection.
- Static block initialization : Cách làm tương tự như Eager initialization chỉ khác phần static block cung cấp thêm lựa chọn cho việc handle exception hay các xử lý khác.
- Lazy Initialization : Là một cách làm mang tính mở rộng hơn so với 2 cách làm trên và hoạt động tốt trong môi trường đơn luồng (single-thread).Cách này đã khắc phục được nhược điểm của cách Eager initialization, chỉ khi nào getInstance() được gọi thì instance mới được khởi tạo. Tuy nhiên, cách này chỉ sử dụng tốt trong trường hợp đơn luồng (single-thread), trường hợp nếu có nhiều luồng (multi-thread) cùng chạy và cùng gọi hàm getInstance() tại cùng một thời điểm thì có thể có nhiều hơn 1 thể hiện của instance. Để khắc phục nhược điểm này chúng ta sử dụng Thread Safe Singleton. Một nhược điểm nữa của Lazy Initialization cần quan tâm là: đối với thao tác create instance quá chậm thì người dùng có phải chờ lâu cho lần sử dụng đầu tiên.
- Thread Safe Singleton : Cách đơn giản nhất là chúng ta gọi phương thức synchronized của hàm getInstance() và như vậy hệ thống đảm bảo rằng tại cùng một thời điểm chỉ có thể có 1 luồng có thể truy cập vào hàm getInstance() và đảm bảo rằng chỉ có duy nhất 1 thể hiện của class. Cách này có nhược điểm là một phương thức synchronized sẽ chạy rất chậm và tốn hiệu năng, bất kỳ Thread nào gọi đến đều phải chờ nếu có một Thread khác đang sử dụng. Có những tác vụ xử lý trước và sau khi tạo thể hiện không cần thiết phải block. Vì vậy chúng ta cần cải tiến nó đi 1 chút với Double Check Locking Singleton.
- Double Check Locking Singleton : Để implement theo cách này, chúng ta sẽ kiểm tra sự tồn tại thể hiện của lớp, với sự hổ trợ của đồng bộ hóa, hai lần trước khi khởi tạo. Phải khai báo volatile cho instance để tránh lớp làm việc không chính xác do quá trình tối ưu hóa của trình biên dịch.
- Bill Pugh Singleton Implementation: Với cách làm này bạn sẽ tạo ra static nested class với vai trò 1 Helper khi muốn tách biệt chức năng cho 1 class function rõ ràng hơn. Đây là cách thường hay được sử dụng và có hiệu suất tốt (theo các chuyên gia đánh giá 🙂 ). Khi Singleton được tải vào bộ nhớ thì SingletonHelper chưa được tải vào. Nó chỉ được tải khi và chỉ khi phương thức getInstance() được gọi. Với cách này tránh được lỗi cơ chế khởi tạo instance của Singleton trong Multi-Thread, performance cao do tách biệt được quá trình xử lý. Do đó, cách làm này được đánh giá là cách triển khai Singleton nhanh và hiệu quả nhất.
- Enum Singleton : Khi dùng enum thì các params chỉ được khởi tạo 1 lần duy nhất, đây cũng là cách giúp bạn tạo ra Singleton instance. Enum có thể sử dụng như một Singleton, nhưng nó có nhược điểm là không thể extends từ một lớp được, nên khi sử dụng cần xem xét vấn đề này. Hàm constructor của enum là lazy, nghĩa là khi được sử dụng mới chạy hàm khởi tạo và nó chỉ chạy duy nhất một lần. Nếu muốn sử dụng như một eager singleton thì cần gọi thực thi trong một static block khi start chương trình. So sánh giữa 2 cách sử dụng enum initialization và static block initialization method, enum có một điểm rất mạnh khi giải quyết về vấn đề Serialization/ Deserialization.
- Serialization and Singleton: Đôi khi trong các hệ thống phân tán (distributed system), chúng ta cần implement interface Serializable trong lớp Singleton để chúng ta có thể lưu trữ trạng thái của nó trong file hệ thống và truy xuất lại nó sau.
- Sử dụng Singleton Pattern khi nào? :
- Vì class dùng Singleton chỉ tồn tại 1 Instance (thể hiện) nên nó thường được dùng cho các trường hợp giải quyết các bài toán cần truy cập vào các ứng dụng như: Shared resource, Logger, Configuration, Caching, Thread pool, …
- Một số design pattern khác cũng sử dụng Singleton để triển khai: Abstract Factory, Builder, Prototype, Facade,…
- Đã được sử dụng trong một số class của core java như: java.lang.Runtime, java.awt.Desktop.
- Abstract Factory:
- Cung cấp một interface cho việc tạo lập các đối tượng (có liên hệ với nhau) mà không cần qui định lớp khi hay xác định lớp cụ thể (concrete) tạo mỗi đối tượng.
- Tần suất sử dụng: cao.
- phương pháp tạo ra một Super-factory dùng để tạo ra các Factory khác. Hay còn được gọi là Factory của các Factory. Abstract Factory Pattern là một Pattern cấp cao hơn so với Factory Method Pattern. Trong Abstract Factory pattern, một interface có nhiệm vụ tạo ra một Factory của các object có liên quan tới nhau mà không cần phải chỉ ra trực tiếp các class của object. Mỗi Factory được tạo ra có thể tạo ra các object bằng phương pháp giống như Factory pattern. Hãy tưởng tượng, Abstract factory như là một nhà máy lớn chứa nhiều nhà máy nhỏ, trong các nhà máy đó có những xưởng sản xuất, các xưởng đó tạo ra những sản phẩm khác nhau.
- Cài đặt Abstract Factory Pattern như thế nào?
- AbstractFactory: Khai báo dạng interface hoặc abstract class chứa các phương thức để tạo ra các đối tượng abstract.
- ConcreteFactory: Xây dựng, cài đặt các phương thức tạo các đối tượng cụ thể.
- AbstractProduct: Khai báo dạng interface hoặc abstract class để định nghĩa đối tượng abstract.
- Product: Cài đặt của các đối tượng cụ thể, cài đặt các phương thức được quy định tại AbstractProduct.
- Client: là đối tượng sử dụng AbstractFactory và các AbstractProduct.
- Ví dụ:
Một công ty đồ nội thất chuyên sản xuất ghế (Chair): ghế nhựa (PlasticChair) và ghế gỗ (WoodChair). Với tình hình kinh doanh ngày càng thuận thợi nên công ty quyết định mở rộng thêm sản xuất bàn (Table). Với lợi thế là đã có kinh nghiệm từ sản xuất ghế nên công ty vẫn giữ chất liệu là nhựa (PlasticTable) và gỗ (WoodTable) cho sản xuất bàn. Tuy nhiên, quy trình sản xuất ghế/ bàn theo từng chất liệu (MaterialType) là khác nhau. Nên công ty tách ra là nhà máy (Factory): 1 cho sản xuất vật liệu bằng nhựa (PlasticFactory), 1 cho sản xuất vật liệu bằng gỗ (WoodFactory), nhưng cả 2 đều có thể sản xuất ghế và bàn (FunitureAbstractFactory). Khi khách hàng cần mua một món đồ nào, khách hàng (Client) chỉ cần đến cửa hàng để mua (FunitureFactory). Khi đó ứng với từng hàng hóa và vật liệu sẽ được chuyển về phân xưởng tương ứng để sản xuất (createXXX) ra bàn (Table) và ghế (Chair).
- Lợi ích của Abstract Factory Pattern là gì?
- Các lợi ích của Factory Pattern cũng tương tự như Factory Method Pattern như: cung cấp hướng tiếp cận với Interface thay thì các implement, che giấu sự phức tạp của việc khởi tạo các đối tượng với người dùng (client), độc lập giữa việc khởi tạo đối tượng và hệ thống sử dụng, …
- Giúp tránh được việc sử dụng điều kiện logic bên trong Factory Pattern. Khi một Factory Method lớn (có quá nhiều sử lý if-else hay switch-case), chúng ta nên sử dụng theo mô hình Abstract Factory để dễ quản lý hơn (cách phân chia có thể là gom nhóm các sub-class cùng loại vào một Factory).
- Abstract Factory Pattern là factory của các factory, có thể dễ dạng mở rộng để chứa thêm các factory và các sub-class khác.
- Dễ dàng xây dựng một hệ thống đóng gói (encapsulate): sử dụng được với nhiều nhóm đối tượng (factory) và tạo nhiều product khác nhau
- Factory Method:
- Định nghĩa Interface để sinh ra đối tượng nhưng để cho lớp con quyết định lớp nào được dùng để sinh ra đối tượng Factory method cho phép một lớp chuyển quá trình khởi tạo đối tượng cho lớp con.
- Tần suất sử dụng: cao.
- Nhiệm vụ của Factory Pattern là quản lý và trả về các đối tượng theo yêu cầu, giúp cho việc khởi tạo đổi tượng một cách linh hoạt hơn.
- Factory Pattern đúng nghĩa là một nhà máy, và nhà máy này sẽ “sản xuất” các đối tượng theo yêu cầu của chúng ta.
- Trong Factory Pattern, chúng ta tạo đối tượng mà không để lộ logic tạo đối tượng ở phía người dùng và tham chiếu đến đối tượng mới được tạo ra bằng cách sử dụng một interface chung.
- Factory Pattern được sử dụng khi có một class cha (super-class) với nhiều class con (sub-class), dựa trên đầu vào và phải trả về 1 trong những class con đó.
- Cài đặt Factory Pattern như thế nào?
- Super Class: môt supper class trong Factory Pattern có thể là một interface, abstract class hay một class thông thường.
- Sub Classes: các sub class sẽ implement các phương thức của supper class theo nghiệp vụ riêng của nó.
- Factory Class: một class chịu tránh nhiệm khởi tạo các đối tượng sub class dựa theo tham số đầu vào. Lưu ý: lớp này là Singleton hoặc cung cấp một public static method cho việc truy xuất và khởi tạo đối tượng. Factory class sử dụng if-else hoặc switch-case để xác định class con đầu ra.
- Ví dụ:
Tất cả hệ thống ngân hàng có cung cấp API để truy cập đến hệ thống của họ. Team được giao nhiệm vụ thiết kế một API để client có thể sử dụng dịch vụ của một ngân hàng bất kỳ. Hiện tại, phía client chỉ cần sử dụng dịch vụ của 2 ngân hàng là VietcomBank và TPBank. Tuy nhiên để dễ mở rộng sau này, và phía client mong muốn không cần phải thay đổi code của họ khi cần sử dụng thêm dịch vụ của ngân hàng khác. Với yêu cầu như vậy, chúng ta có thể sử dụng một Pattern phù hợp là Factory Method Pattern.
- Sử dụng Factory Pattern khi nào?
- Chúng ta có một super class với nhiều class con và dựa trên đầu vào, chúng ta cần trả về một class con. Mô hình này giúp chúng ta đưa trách nhiệm của việc khởi tạo một lớp từ phía người dùng (client) sang lớp Factory.
- Chúng ta không biết sau này sẽ cần đến những lớp con nào nữa. Khi cần mở rộng, hãy tạo ra sub class và implement thêm vào factory method cho việc khởi tạo sub class này.
- Lợi ích của Factory Pattern là gì?
- Factory Pattern giúp giảm sự phụ thuộc giữa các module (loose coupling): cung cấp 1 hướng tiếp cận với Interface thay thì các implement. Giúp chuơng trình độc lập với những lớp cụ thể mà chúng ta cần tạo 1 đối tượng, code ở phía client không bị ảnh hưởng khi thay đổi logic ở factory hay sub class.
- Mở rộng code dễ dàng hơn: khi cần mở rộng, chỉ việc tạo ra sub class và implement thêm vào factory method.
- Khởi tạo các Objects mà che giấu đi xử lí logic của việc khởi tạo đấy. Người dùng không biết logic thực sực được khởi tạo bên dưới phương thức factory.
- Dễ dạng quản lý life cycle của các Object được tạo bởi Factory Pattern.
- Thống nhất về naming convention: giúp cho các developer có thể hiểu về cấu trúc source code.
- Builder
- Tách rời việc xây dựng (construction) một đối tượng phức tạp khỏi biểu diễn của nó sao cho cùng một tiến trình xây dựng có thể tạo được các biểu diễn khác nhau.
- Tần suất sử dụng: trung bình thấp.
- Cài đặt Builder Pattern như thế nào?
- Product : đại diện cho đối tượng cần tạo, đối tượng này phức tạp, có nhiều thuộc tính.
- ConcreteBuilder : kế thừa Builder và cài đặt chi tiết cách tạo ra đối tượng. Nó sẽ xác định và nắm giữ các thể hiện mà nó tạo ra, đồng thời nó cũng cung cấp phương thức để trả các các thể hiện mà nó đã tạo ra trước đó.
- Director/ Client: là nơi sẽ gọi tới Builder để tạo ra đối tượng.
- Builder : là abstract class hoặc interface khai báo phương thức tạo đối tượng.
- Prototype:
- Reference
- Qui định loại của các đối tượng cần tạo bằng cách dùng một đối tượng mẫu, tạo mới nhờ vào sao chép đối tượng mẫu này.
- Tần suất sử dụng: trung bình.
- Nó có nhiệm vụ khởi tạo một đối tượng bằng cách clone một đối tượng đã tồn tại thay vì khởi tạo với từ khoá new. Đối tượng mới là một bản sao có thể giống 100% với đối tượng gốc, chúng ta có thể thay đổi dữ liệu của nó mà không ảnh hưởng đến đối tượng gốc.
- Prototype Pattern được dùng khi việc tạo một object tốn nhiều chi phí và thời gian trong khi bạn đã có một object tương tự tồn tại.
- Cài đặt Prototype Pattern như thế nào?
- Prototype : khai báo một class, interface hoặc abtract class cho việc clone chính nó.
- ConcretePrototype class : các lớp này thực thi interface (hoặc kế thừa từ lớp abstract) được cung cấp bởi Prototype để copy (nhân bản) chính bản thân nó. Các lớp này chính là thể hiện cụ thể phương thức clone(). Lớp này có thể không cần thiết nếu: Prototype là một class và nó đã implement việc clone chính nó.
- Client class : tạo mới object bằng cách gọi Prototype thực hiện clone chính nó.
- Ví dụ 1:
Một công ty có cấu hình máy tính đều giống nhau cho tất cả nhân viên, bao gồm: Hệ điều hành (os), Phần mềm văn phòng (office), Phần mềm diệt virus (antivirus), Trình duyệt (Browser), và một số phần mềm khác (others) tùy theo nhu cầu của mỗi nhân viên sẽ được cài đặt thêm. Việc cài đặt tất cả phần mềm trên rất tốn thời gian, nên anh IT đã nghĩ ra một cách là sẽ tạo ra một bản chuẩn cho một máy tính và có thể clone() lại cấu hình đó cho một nhân viên khác mà không cần phải cài đặt lại từ đầu.
- Đầu tiên, chúng ta sẽ tạo một lớp Computer và implement từ interface Cloneable.
- Tiếp theo, chúng ta sẽ tạo một computer chuẩn (instance).
- Sau đó, mỗi khi có nhân viên mới, chỉ việc clone() từ computer chuẩn đã tạo. Tùy theo, nhu cầu của mỗi nhân viên có thể thay đổi lại cho phù hợp (setOthers()).
- Ví dụ 2: Một bàn cờ vua gồm có: 8 hàng (row) và 8 cột (column). Tương ứng với hàng và cột là các ô (cell) được tô màu đen (black) và trắng (white). Chúng ta, hãy xem các cách implement để vẽ bàn cờ vua như sau:
- Lợi ích của Prototype Pattern là gì?
- Cãi thiện performance: giảm chi phí để tạo ra một đối tượng mới theo chuẩn, điều này sẽ làm tăng hiệu suất so với việc sử dụng từ khóa new để tạo đối tượng mới.
- Giảm độ phức tạp cho việc khởi tạo đối tượng: do mỗi lớp chỉ implement cách clone của chính nó.
- Giảm việc phân lớp, tránh việc tạo nhiều lớp con cho việc khởi tạo đối tượng như của Abstract Factory Pattern.
- Khởi tạo object mới bằng cách thay đổi một vài thuộc tính của object (các object có ít điểm khác biệt nhau): Một hệ thống linh động sẽ để cho chúng ta tự định nghĩa một hành động nào đó thông qua sự kết hợp với một object (nghĩa là một phương thức của một class) hơn là định nghĩa một class mới.
- Khởi tạo object mới bằng cách thay đổi cấu trúc: Rất nhiều ứng dụng xây dựng hệ thống từ nhiều phần và các phần con. Các phần con lại khởi tạo từ nhiều phần con khác (chia nhỏ bài toán). Prototype pattern cũng hỗ trợ điều này. Nghĩa là các phần đó có thể được khởi tạo từ việc copy một nguyên mẫu từ một “cấu trúc” khác. Miễn là các phần kết hợp đều thể hiện clone() và được sử dụng với cấu trúc khác nhau làm nguyên mẫu. Xem thêm về Object cloning trong java bạn sẽ thấy rõ điều này.
- Sử dụng Prototype khi nào?
- Chúng ta có một object và cần phải tạo 1 ọbject mới khác dựa trên object bạn đầu mà không thể sử dụng toán tử new hay các hàm contructor để khởi tạo. Vì sao vậy? Lý do đơn giản là ở đây chúng ta ko hề được biết thông tin nội tại của object đó hoặc object đó đã có thể bị che dấu đi nhiều thông tin khác mà chỉ cho ta một thông tin rất giới hạn không đủ để hiểu được. Do vậy ta ko thể dùng toán tử new để khởi tạo nó được. Giải pháp: để cho chính object mẫu tự xác định thông tin và dữ liệu sao chép.
- Khởi tạo đối tượng lúc run-time: chúng ta có thể xác định đối tượng cụ thể sẽ được khởi tạo lúc runtime nếu class được implement / extend từ một Prototype.
- Cấu hình một ứng dụng với dynamic class.
- Muốn truyền đối tượng vào một hàm nào đó để xử lý, thay vì truyền đối tượng gốc có thể ảnh hưởng dữ liệu thì ta có thể truyền đối tượng sao chép.
- Chi phí của việc tạo mới đối tượng (bằng cách sử dụng toán tử new) là lớn.
- Ẩn độ phức tạp của việc khởi tạo đối tượng từ phía Client.
- Adapter
- Do vấn đề tương thích, thay đổi interface của một lớp thành một interface khác phù hợp với yêu cầu người sử dụng lớp.
- Tần suất sử dụng: cao trung bình.
- Adapter Pattern cho phép các inteface (giao diện) không liên quan tới nhau có thể làm việc cùng nhau. Đối tượng giúp kết nối các interface gọi là Adapter.
- Adapter Pattern giữ vai trò trung gian giữa hai lớp, chuyển đổi interface của một hay nhiều lớp có sẵn thành một interface khác, thích hợp cho lớp đang viết. Điều này cho phép các lớp có các interface khác nhau có thể dễ dàng giao tiếp tốt với nhau thông qua interface trung gian, không cần thay đổi code của lớp có sẵn cũng như lớp đang viết.
- Adapter Pattern còn gọi là Wrapper Pattern do cung cấp một interface “bọc ngoài” tương thích cho một hệ thống có sẵn, có dữ liệu và hành vi phù hợp nhưng có interface không tương thích với lớp đang viết.
- Cài đặt Adapter Pattern như thế nào?
- Adaptee: định nghĩa interface không tương thích, cần được tích hợp vào.
- Adapter: lớp tích hợp, giúp interface không tương thích tích hợp được với interface đang làm việc. Thực hiện việc chuyển đổi interface cho Adaptee và kết nối Adaptee với Client.
- Target: một interface chứa các chức năng được sử dụng bởi Client (domain specific).
- Client: lớp sử dụng các đối tượng có interface Target.
- Có hai cách để thực hiện Adapter Pattern dựa theo cách cài đặt (implement) của chúng:
- Object Adapter – Composition (Chứa trong): trong mô hình này, một lớp mới (Adapter) sẽ tham chiếu đến một (hoặc nhiều) đối tượng của lớp có sẵn với interface không tương thích (Adaptee), đồng thời cài đặt interface mà người dùng mong muốn (Target). Trong lớp mới này, khi cài đặt các phương thức của interface người dùng mong muốn, sẽ gọi phương thức cần thiết thông qua đối tượng thuộc lớp có interface không tương thích.
- Class Adapter – Inheritance (Kế thừa) : trong mô hình này, một lớp mới (Adapter) sẽ kế thừa lớp có sẵn với interface không tương thích (Adaptee), đồng thời cài đặt interface mà người dùng mong muốn (Target). Trong lớp mới, khi cài đặt các phương thức của interface người dùng mong muốn, phương thức này sẽ gọi các phương thức cần thiết mà nó thừa kế được từ lớp có interface không tương thích.
- Object Adapter – Composition (Chứa trong): trong mô hình này, một lớp mới (Adapter) sẽ tham chiếu đến một (hoặc nhiều) đối tượng của lớp có sẵn với interface không tương thích (Adaptee), đồng thời cài đặt interface mà người dùng mong muốn (Target). Trong lớp mới này, khi cài đặt các phương thức của interface người dùng mong muốn, sẽ gọi phương thức cần thiết thông qua đối tượng thuộc lớp có interface không tương thích.
- So sánh Class Adapter với Object Adapter:
- Sự khác biệt chính là Class Adapter sử dụng Inheritance (kế thừa) để kết nối Adapter và Adaptee trong khi Object Adapter sử dụng Composition (chứa trong) để kết nối Adapter và Adaptee.
- Trong cách tiếp cận Class Adapter, nếu một Adaptee là một class và không phải là một interface thì Adapter sẽ là một lớp con của Adaptee. Do đó, nó sẽ không phục vụ tất cả các lớp con khác theo cùng một cách vì Adapter là một lớp phụ cụ thể của Adaptee.
- Tại sao Object Adapter lại tốt hơn?
- Nó sử dụng Composition để giữ một thể hiện của Adaptee, cho phép một Adapter hoạt động với nhiều Adaptee nếu cần thiết.
- Ví dụ Adapter Pattern với ứng dụng Translation
Một người Việt muốn trao đổi với một người Nhật. Tuy nhiên, 2 người này không biết ngôn ngữ của nhau nên cần phải có một người để chuyển đổi từ ngôn ngữ tiếng Việt sang ngôn ngữ tiếng Nhật. Chúng ta sẽ mô hình hóa trường hợp này với Adapter Pattern như sau:
- Client: người Việt sẽ là Client trong ví dụ này,vì anh ta cần gửi một số message cho người Nhật.
- Target: đây là nội dung message được Client cung cấp cho thông dịch viên (Translator / Adapter).
- Adapter: thông dịch viên (Translator) sẽ là Adapter, nhận message tiếng Việt từ Client và chuyển đổi nó sang tiếng Nhật trước khi gởi cho người Nhật.
- Adaptee: đây là interface hoặc class được người Nhật sử dụng để nhận message được chuyển đổi từ thông dịch viên (Translator).
- Lợi ích của Adapter Pattern là gì?
- Cho phép nhiều đối tượng có interface giao tiếp khác nhau có thể tương tác và giao tiếp với nhau.
- Tăng khả năng sử dụng lại thư viện với interface không thay đổi do không có mã nguồn.
- Tất cả các yêu cầu được chuyển tiếp, do đó làm tăng thêm một ít chi phí.
- Đôi khi có quá nhiều Adapter được thiết kế trong một chuỗi Adapter (chain) trước khi đến được yêu cầu thực sự.
- Bridge
- Tách rời ngữ nghĩa của một vấn đề khỏi việc cài đặt, mục đích để cả hai bộ phận (ngữ nghĩa và cài đặt) có thể thay đổi độc lập nhau.
- Tần suất sử dụng: trung bình.