[学习交流] 【上海校区】常用设计模式 Java 实现

本帖最后由孤尽于 2019-4-26 18:27 编辑

常用设计模式 Java 实现

摘要：设计模式分类创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状.

设计模式分类

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式

设计模式六大原则

开闭原则：开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭
里氏代换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为
依赖倒转原则：面对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体
迪米特法则：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立
合成复用原则：原则是尽量使用合成、聚合的方式，而不是使用继承

单例模式

什么是单例？

保证一个类只会创建一个实例

应用场景：

Winodw 任务管理器
Windows 回收站
网站的在线人数计数器
应用程序的日志应用
Web 应用配置对象的读取
数据库连接池
线程池
文件系统
HttpApplication

运行时动态获取类信息

饿汉式

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/**
 * 饿汉式：
 *     类初始化时，会立即加载对象，线程天生安全，效率高
 */
public class User {
    // 存在方法区，不会回收
    private static User user = new User();
    private User() {
    }

    public User getInstance() {
        return user;
    }

懒汉式

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/**
 * 懒汉式：
 *     类初始化时，不会真正创建对象，只有使用时才真正创建对象
 */
public class User {

    private static User user;

    private User() {
    }

    public static synchronized User getInstance() {
        if (user == null)
            user = new User();
        return user;
    }
}

静态内部类

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/**
 * 静态内部类：
 *     兼顾了懒汉模式的内存优化（使用时才初始化）以及饿汉模式的安全性（不会被反射入侵）
 */
public class User {
    private User(){

    }

    static class SingletonClassInstance{
        private static final User user = new User();
    }

    public static User getInstance() {
        return SingletonClassInstance.user;
    }
}

枚举方式

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/**
 * 枚举：
 *     枚举天生就是单例，从JVM提供保障单例，避免反射，缺点没有延迟加载
 */
public class User {
    
    private User() {
    }

    public static User getInstance() {
        return SingletonUserEnum.INSTANCE.getInstance();
    }

    static enum SingletonUserEnum{
        INSTANCE;
        private User user;
        private SingletonUserEnum() {
            user = new User();
        }

        public User getInstance() {
            return this.user;
        }
    }
}

双重检验锁

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/**
 * 双重检验锁：
 *     线程安全的单例模式
 */
public class User {
    private String userName;
    private volatile static User3 user3;

    private User(){

    }

    public User getInstance(){
        if (user == null) {
            synchronized (this) {
                if (user == null){
                    user = new User();
                }
            }
        }
        return user;
    }
}

如何防止反射漏洞攻击？

在类里面增加一个 flag，初始值为 false，创建对象后更改为 true，如果为 true，就抛出异常

如何选择单例创建方式？

需要延迟加载，选择静态内部类、懒汉式

不需要延迟加载，选择枚举类、饿汉式

多线程应用首选双重检验锁

工厂模式

什么是工厂模式？

实现了创建者和调用者分离，工厂模式分为简单工厂、工厂方法、抽象工厂模式

应用场景：

日志记录器：记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等，用户可以选择记录日志到什么地方
数据库访问，当用户不知道最后系统采用哪一类数据库，以及数据库可能有变化时
设计一个连接服务器的框架，需要三个协议，"POP3"、"IMAP"、"HTTP"，可以把这三个作为产品类，共同实现一个接口

简单工厂

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/**
 * 简单工厂相当于一个工厂有各种产品，用户无需知道具体产品的名称，只需要知道产品对应的参数即可
 * 缺点是类型过多不利于扩展维护 
 */
public class CarFactory {
    public static Car createrCar(String name) {
        if (name == null || name.equals(""))
            return null;
        if (name.equals("比亚迪"))
            return new BydCar();
        if (name.equals("吉利"))
            return new JiliCar();
        return null;
    }
}

工厂方法

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/**
 * 核心工厂不在负责所有产品的创建，而是将具体实现交给子类
 */
public interface CarFactory {
    Car createrCar(String name);
}

class BydFactory implements CarFactory {

    @Override
    public Car createrCar(String name) {
        return new BydCar();
    }
}

class JiliFactory implements CarFactory {
    @Override
    public Car createrCar(String name) {
        return new JiliCar();
    }
}

抽象工厂模式

什么是抽象工厂模式？

抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）是围绕一个超级工厂创建其他工厂

该超级工厂又称为其他工厂的工厂，这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式

在抽象工厂模式中，接口是负责创建一个相关对象的工厂，不需要显式指定它们的类，每个生成的工厂都能按照工厂模式提供对象

应用场景：

QQ 换皮肤，一整套一起换
生成不同操作系统的程序

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/**
 * 抽象工厂简单地说是工厂的工厂，抽象工厂可以创建具体工厂，由具体工厂来产生具体产品
 */
public interface Engine {
    void run();
}

class EngineA implements Engine{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("发动机转速快");
    }
}

class EngineB implements Engine {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("发动机转速慢");
    }
}

public interface Chair {
    void run();
}

class ChairA implements Chair {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("自动加热");
    }
}

class ChairB implements Chair {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("不能加热");
    }
}

public interface CarFactory {
    // 创建发动机
    Engine createEngine();
    // 创建座椅
    Chair createChair();
}

public class JiliFactory implements CarFactory{

    @Override
    public Engine createEngine() {
        return new EngineA();
    }

    @Override
    public Chair createChair() {
        return new ChairA();
    }
}

简单工厂、工厂方法、抽象工厂小结

简单工厂：用来生产同一等级结构中的任意产品
工厂方法：用来生产同一等级结构中的固定产品
抽象工厂：用来生产不同产品族的全部产品

摘自：https://yq.aliyun.com/articles/699195?spm=a2c4e.11157919.spm-cont-list.328.146c27aeDjkp55

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