Mẫu Bridge (Design Pattern) giải thích kèm ví dụ

Mục đích

Tách một abstraction khỏi implementation của nó để hai bên có thể thay đổi độc lập. Bridge là một trong bảy mẫu cấu trúc trong sách Gang of Four (GoF), nơi nó còn được gọi là Handle/Body.

Vấn đề mà mẫu này giải quyết

Hãy tưởng tượng một ứng dụng gửi hai loại tin nhắn là cảnh báo và nhắc nhở, qua hai kênh là email và SMS. Nếu mô hình hóa bằng kế thừa, bạn sẽ có EmailAlert, SmsAlert, EmailReminder và SmsReminder. Thêm kênh push và loại tin tổng hợp (digest), bạn cần tới chín lớp. Mỗi loại mới ở một phía lại nhân tổng số lớp lên.

Vấn đề thật sự là hệ phân cấp lớp trộn lẫn hai câu hỏi độc lập: tin nhắn là gì, và nó được gửi đi bằng cách nào. Bridge tách chúng thành hai hệ phân cấp và nối bằng một tham chiếu, nhờ đó tổng số lớp tăng theo phép cộng thay vì phép nhân.

Cấu trúc và các thành phần

Cài đặt bằng TypeScript

// Implementor: how a message is delivered.
interface Sender {
  deliver(to: string, subject: string, body: string): string;
}

class EmailSender implements Sender {
  deliver(to: string, subject: string, body: string) { return `email ${to} | ${subject} | ${body}`; }
}

class SmsSender implements Sender {
  deliver(to: string, subject: string, body: string) { return `sms ${to} | ${subject}: ${body}`.slice(0, 40); }
}

// Abstraction: what the message is. It holds the bridge to a Sender.
abstract class Message {
  constructor(protected sender: Sender) {}
  abstract send(to: string): string;
}

class Alert extends Message {
  constructor(sender: Sender, private problem: string) { super(sender); }
  send(to: string): string {
    return this.sender.deliver(to, "ALERT", this.problem.toUpperCase());
  }
}

class Reminder extends Message {
  constructor(sender: Sender, private task: string, private due: string) { super(sender); }
  send(to: string): string {
    return this.sender.deliver(to, "Reminder", `${this.task} by ${this.due}`);
  }
}

console.log(new Alert(new SmsSender(), "disk full").send("+100")); // sms +100 | ALERT: DISK FULL
console.log(new Reminder(new EmailSender(), "Pay invoice", "Friday").send("[email protected]"));
// email [email protected] | Reminder | Pay invoice by Friday

Thêm PushSender chỉ cần một lớp, và nó dùng được ngay với cả cảnh báo lẫn nhắc nhở. Thêm loại tin Digest cũng chỉ cần một lớp, và nó dùng được ngay với mọi sender. Vì sender chỉ là một đối số của constructor, bạn cũng có thể chọn nó lúc chạy, chẳng hạn dựa trên tùy chọn của người dùng.

Khi nào nên dùng và khi nào không

Dùng Bridge khi:

• Một lớp thay đổi theo hai hay nhiều chiều độc lập, và kế thừa sẽ tạo ra một lớp cho từng tổ hợp.
• Bạn muốn đổi implementation lúc chạy, hoặc dùng chung một đối tượng implementation cho nhiều abstraction.
• Bạn viết mã phải chạy trên nhiều nền tảng (hệ điều hành, back end kết xuất, hệ quản trị cơ sở dữ liệu) và muốn gom chi tiết nền tảng vào một hệ phân cấp riêng.

Tránh dùng khi:

• Chỉ có một chiều thay đổi. Một interface đơn giản với vài implementation là đủ.
• Bạn thêm nó “để dành” trong khi mới có một implementation. Lớp thừa khiến mã khó đọc hơn mà chưa mang lại lợi ích gì.

Ứng dụng thực tế

• JDBC trong Java là ví dụ nổi tiếng: mã ứng dụng được viết dựa trên JDBC API, còn mỗi nhà cung cấp cơ sở dữ liệu cung cấp một driver cài đặt các thao tác cấp thấp. Hai phía phát triển độc lập với nhau.
• Các bộ công cụ đồ họa và giao diện người dùng giữ một API widget hoặc hình vẽ độc lập nền tảng ở trên, và các back end vẽ riêng cho từng nền tảng ở dưới. Ví dụ của sách GoF là abstraction Window với một implementation WindowImp riêng cho mỗi hệ thống cửa sổ.
• Các thư viện ghi log thường tách API logger mà mã gọi tới khỏi các handler hoặc appender ghi ra tệp, console hay dịch vụ mạng.

Các mẫu liên quan