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記錄一下自己理解的一些 設(shè)計(jì)模式 ，并盡量使用表達(dá)清楚的例子進(jìn)行講解。
成都網(wǎng)站制作、成都網(wǎng)站建設(shè)介紹好的網(wǎng)站是理念、設(shè)計(jì)和技術(shù)的結(jié)合。成都創(chuàng)新互聯(lián)公司擁有的網(wǎng)站設(shè)計(jì)理念、多方位的設(shè)計(jì)風(fēng)格、經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。提供PC端+手機(jī)端網(wǎng)站建設(shè)，用營銷思維進(jìn)行網(wǎng)站設(shè)計(jì)、采用先進(jìn)技術(shù)開源代碼、注重用戶體驗(yàn)與SEO基礎(chǔ)，將技術(shù)與創(chuàng)意整合到網(wǎng)站之中，以契合客戶的方式做到創(chuàng)意性的視覺化效果。
策略模式
策略模式應(yīng)該是最基礎(chǔ)的一個(gè)設(shè)計(jì)模式，它是對(duì)行為的一個(gè)抽象。jdk中的Comparator比較器就是一個(gè)使用策略設(shè)計(jì)模式的策略。
比如有一個(gè)Student學(xué)生類，有name和age兩個(gè)屬性。如果有個(gè)需求需要打印學(xué)生名單，并按照字母順序排序，可以使用Comparator接口并在內(nèi)部使用name進(jìn)行比較即可。 如果哪一天需要按照年齡進(jìn)行排序，那么只需要修改Comparator即可，也就是使用一個(gè)新的策略，其它完全不變。
工廠模式
工廠模式的意義在于對(duì)象的創(chuàng)建、管理可以使用工廠去管理，而不是創(chuàng)建者自身。最典型的工廠模式使用者就是Spring，Spring內(nèi)部的容器就是一個(gè)工廠，所有的bean都由這個(gè)容器管理，包括它們的創(chuàng)建、銷毀、注入都被這個(gè)容器管理。
工廠模式分簡(jiǎn)單工廠和抽象工廠。它們的區(qū)別在于抽象工廠抽象程度更高，把工廠也抽象成了一個(gè)接口，這樣可以再每添加一個(gè)新的對(duì)象的時(shí)候而不需要修改工廠的代碼。
比如有個(gè)Repository接口，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，有DatabaseRepository，CacheRepository，F(xiàn)ileRepository分別在數(shù)據(jù)庫，緩存，文件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，定義如下：
- public interface Repository {
- void save(Object obj);
- }
- class DatabaseRepository implements Repository {
- @Override
- public void save(Object obj) {
- System.out.println("save in database");
- }
- }
- class CacheRepository implements Repository {
- @Override
- public void save(Object obj) {
- System.out.println("save in cache");
- }
- }
- class FileRepository implements Repository {
- @Override
- public void save(Object obj) {
- System.out.println("save in file");
- }
- }
簡(jiǎn)單工廠的使用
- public class RepositoryFactory {
- public Repository create(String type) {
- Repository repository = null;
- switch (type) {
- case "db":
- repository = new DatabaseRepository();
- break;
- case "cache":
- repository = new CacheRepository();
- break;
- case "file":
- repository = new FileRepository();
- break;
- }
- return repository;
- }
- public static void main(String[] args) {
- RepositoryFactory factory = new RepositoryFactory();
- factory.create("db").save(new Object());
- factory.create("cache").save(new Object());
- factory.create("file").save(new Object());
- }
- }
簡(jiǎn)單工廠的弊端在于每添加一個(gè)新的Repository，都必須修改RepositoryFactory中的代碼
抽象工廠的使用
- public interface RepositoryFactoryProvider {
- Repository create();
- }
- class DatabaseRepositoryFactory implements RepositoryFactoryProvider {
- @Override
- public Repository create() {
- return new DatabaseRepository();
- }
- }
- class CacheRepositoryFactory implements RepositoryFactoryProvider {
- @Override
- public Repository create() {
- return new CacheRepository();
- }
- }
- class FileRepositoryFactory implements RepositoryFactoryProvider {
- @Override
- public Repository create() {
- return new FileRepository();
- }
- }
抽象工廠的測(cè)試：
- RepositoryFactoryProvider dbProvider = new DatabaseRepositoryFactory();
- dbProvider.create().save(new Object());
- RepositoryFactoryProvider cacheProvider = new CacheRepositoryFactory();
- cacheProvider.create().save(new Object());
- RepositoryFactoryProvider fileProvider = new FileRepositoryFactory();
- fileProvider.create().save(new Object());
抽象工廠把工廠也進(jìn)行了抽象話，所以添加一個(gè)新的Repository的話，只需要新增一個(gè)RepositoryFactory即可，原有代碼不需要修改。
裝飾者模式
裝飾者模式的作用就在于它可以在不改變?cè)蓄惖幕A(chǔ)上動(dòng)態(tài)地給類添加新的功能。之前寫過一篇 通過源碼分析MyBatis的緩存 文章，mybatis中的query就是使用了裝飾者設(shè)計(jì)模式。
用一段簡(jiǎn)單的代碼來模擬一下mybatis中query的實(shí)現(xiàn)原理：
- @Data
- @AllArgsConstructor
- @ToString
- class Result { // 查詢結(jié)果類，相當(dāng)于一個(gè)domain
- private Object obj;
- private String sql;
- }
- public interface Query { // 查詢接口，有簡(jiǎn)單查詢和緩存查詢
- Result query(String sql);
- }
- public class SimpleQuery implements Query { // 簡(jiǎn)單查詢，相當(dāng)于直接查詢數(shù)據(jù)庫，這里直接返回Result，相當(dāng)于是數(shù)據(jù)庫查詢的結(jié)果
- @Override
- public Result query(String sql) {
- return new Result(new Object(), sql);
- }
- }
- public class CacheQuery implements Query { // 緩存查詢，如果查詢相同的sql，不直接查詢數(shù)據(jù)庫，而是返回map中存在的Result
- private Query query;
- private Map cache = new HashMap<>();
- public CacheQuery(Query query) {
- this.query = query;
- }
- @Override
- public Result query(String sql) {
- if(cache.containsKey(sql)) {
- return cache.get(sql);
- }
- Result result = query.query(sql);
- cache.put(sql, result);
- return result;
- }
- }
測(cè)試：
- Query simpleQuery = new SimpleQuery();
- System.out.println(simpleQuery.query("select * from t_student") == simpleQuery.query("select * from t_student")); // false
- Query cacheQuery = new CacheQuery(simpleQuery);
- System.out.println(cacheQuery.query("select * from t_student") == cacheQuery.query("select * from t_student")); // true
這里CacheQuery就是一個(gè)裝飾類，SimpleQuery是一個(gè)被裝飾者。我們通過裝飾者設(shè)計(jì)模式動(dòng)態(tài)地給SimpleQuery添加了緩存功能，而不需要修改SimpleQuery的代碼。
當(dāng)然，裝飾者模式也有缺點(diǎn)，就是會(huì)存在太多的類。
如果我們需要添加一個(gè)過濾的查詢(sql中有敏感字的就直接返回null，而不查詢數(shù)據(jù)庫)，只需要可以添加一個(gè)FilterQuery裝飾者即可：
- public class FilterQuery implements Query {
- private Query query;
- private List words = new ArrayList<>();
- public FilterQuery(Query query) {
- this.query = query;
- words.add("fuck");
- words.add("sex");
- }
- @Override
- public Result query(String sql) {
- for(String word : words) {
- if(sql.contains(word)) return null;
- }
- return query.query(sql);
- }
- }
- Query filterQuery = new FilterQuery(simpleQuery);
- System.out.println(filterQuery.query("select * from t_student where name = 'fuck'")); // null
- System.out.println(filterQuery.query("select * from t_student where name = 'format'")); // Result(obj=java.lang.Object@1b4fb997, sql=select * from t_student where name = 'format')
代理模式
代理模式的作用是使用一個(gè)代理類來代替原先類進(jìn)行操作。比較常見的就是aop中就是使用代理模式完成事務(wù)的處理。
代理模式分靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理，靜態(tài)代理的原理就是對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行封裝，***調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法即可。
動(dòng)態(tài)代理跟靜態(tài)代理的區(qū)別就是動(dòng)態(tài)代理中的代理類是程序運(yùn)行的時(shí)候生成的。Spring中對(duì)于接口的代理使用jdk內(nèi)置的Proxy和InvocationHandler實(shí)現(xiàn)，對(duì)于類的代理使用cglib完成。
以1個(gè)UserService為例，使用jdk自帶的代理模式完成計(jì)算方法調(diào)用時(shí)間的需求：
- // UserService接口
- public interface IUserService {
- void printAll();
- }
- // UserService實(shí)現(xiàn)類
- class UserService implements IUserService {
- @Override
- public void printAll() {
- System.out.println("print all users");
- }
- }
- // InvocationHandler策略，這里打印了方法調(diào)用前后的時(shí)間
- @AllArgsConstructor
- class UserInvocationHandler implements InvocationHandler {
- private IUserService userService;
- @Override
- public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
- System.out.println("start : " + System.currentTimeMillis());
- Object result = method.invoke(userService, args);
- System.out.println("end : " + System.currentTimeMillis());
- return result;
- }
- }
測(cè)試：
- IUserService userService = new UserService();
- UserInvocationHandler uih = new UserInvocationHandler(userService);
- IUserService proxy = (IUserService) Proxy.newProxyInstance(userService.getClass().getClassLoader(), new Class[] {IUserService.class}, uih);
- proxy.printAll(); // 打印出start : 1489665566456 print all users end : 1489665566457
組合模式
組合模式經(jīng)常跟策略模式配合使用，用來組合所有的策略，并遍歷這些策略找出滿足條件的策略。之前寫過一篇 SpringMVC關(guān)于json、xml自動(dòng)轉(zhuǎn)換的原理研究 文章，里面springmvc把返回的返回值映射給用戶的response做了一層抽象，封裝到了HandlerMethodReturnValueHandler策略接口中。
在HandlerMethodReturnValueHandlerComposite類中，使用存在的HandlerMethodReturnValueHandler對(duì)返回值進(jìn)行處理，在HandlerMethodReturnValueHandlerComposite內(nèi)部的代碼如下：
- // 策略集合
- private final List returnValueHandlers = new ArrayList();
- @Override
- public void handleReturnValue(Object returnValue, MethodParameter returnType,
- ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest) throws Exception {
- // 調(diào)用selectHandler方法
- HandlerMethodReturnValueHandler handler = selectHandler(returnValue, returnType);
- if (handler == null) {
- throw new IllegalArgumentException("Unknown return value type: " + returnType.getParameterType().getName());
- }
- handler.handleReturnValue(returnValue, returnType, mavContainer, webRequest); // 使用找到的handler進(jìn)行處理
- }
- private HandlerMethodReturnValueHandler selectHandler(Object value, MethodParameter returnType) {
- boolean isAsyncValue = isAsyncReturnValue(value, returnType);
- // 遍歷存在的HandlerMethodReturnValueHandler
- for (HandlerMethodReturnValueHandler handler : this.returnValueHandlers) {
- if (isAsyncValue && !(handler instanceof AsyncHandlerMethodReturnValueHandler)) {
- continue;
- }
- if (handler.supportsReturnType(returnType)) { // 找到匹配的handler
- return handler;
- }
- }
- return null;
- }
模板模式
跟策略模式類似，模板模式會(huì)先定義好實(shí)現(xiàn)的邏輯步驟，但是具體的實(shí)現(xiàn)方式由子類完成，跟策略模式的區(qū)別就是模板模式是有邏輯步驟的。比如要給院系里的學(xué)生排序，并取出***的學(xué)生。這里就有2個(gè)步驟，分別是排序和取出***名學(xué)生。
一段偽代碼：
- public abstract class AbstractStudentGetter {
- public final Student getStudent(List students) {
- sort(students); // ***步
- if(!CollectionUtils.isEmpty(students)) {
- return students.get(0); // 第二步
- }
- return null;
- }
- abstract public void sort(List students);
- }
- class AgeStudentGetter extends AbstractStudentGetter { // 取出年紀(jì)***的學(xué)生
- @Override
- public void sort(List students) {
- students.sort(new Comparator() {
- @Override
- public int compare(Student s1, Student s2) {
- return s2.getAge() - s1.getAge();
- }
- });
- }
- }
- class NameStudentGetter extends AbstractStudentGetter { // 按照名字字母排序取出***個(gè)學(xué)生
- @Override
- public void sort(List students) {
- students.sort(new Comparator() {
- @Override
- public int compare(Student s1, Student s2) {
- return s2.getName().compareTo(s1.getName());
- }
- });
- }
- }
測(cè)試：
- MetricsObserable metricsObserable = new MetricsObserable();
- metricsObserable.addObserver(new AdminA());
- metricsObserable.addObserver(new AdminB());
- metricsObserable.updateCounter("request-count", 100l);
觀察者設(shè)計(jì)模式
觀察者設(shè)計(jì)模式主要的使用場(chǎng)景在于一個(gè)對(duì)象變化之后，依賴該對(duì)象的對(duì)象會(huì)收到通知。典型的例子就是rss的訂閱，當(dāng)訂閱了博客的rss之后，當(dāng)博客更新之后，訂閱者就會(huì)收到新的訂閱信息。
jdk內(nèi)置提供了Observable和Observer，用來實(shí)現(xiàn)觀察者模式：
- // 定義一個(gè)Observable
- public class MetricsObserable extends Observable {
- private Map counterMap = new HashMap<>();
- public void updateCounter(String key, Long value) {
- counterMap.put(key, value);
- setChanged();
- notifyObservers(counterMap);
- }
- }
- // Observer
- public class AdminA implements Observer {
- @Override
- public void update(Observable o, Object arg) {
- System.out.println("adminA: " + arg);
- }
- }
- public class AdminB implements Observer {
- @Override
- public void update(Observable o, Object arg) {
- System.out.println("adminB: " + arg);
- }
- }
測(cè)試：
- MetricsObserable metricsObserable = new MetricsObserable();
- metricsObserable.addObserver(new AdminA());
- metricsObserable.addObserver(new AdminB());
- metricsObserable.updateCounter("request-count", 100l);
打印出：
- adminB: {request-count=100}
- adminA: {request-count=100}
享元模式
線程池中會(huì)構(gòu)造幾個(gè)核心線程用于處理，這些線程會(huì)去取阻塞隊(duì)列里的任務(wù)然后進(jìn)行執(zhí)行。這些線程就是會(huì)被共享、且被重復(fù)使用的。因?yàn)榫€程的創(chuàng)建、銷毀、調(diào)度都是需要消耗資源的，沒有必要每次創(chuàng)建新的線程，而是共用一些線程。這就是享元模式的使用。類似的還有jdbc連接池，對(duì)象池等。
之前有一次面試被問到：
- Integer.valueOf("1") == Integer.valueOf("1") // true還是false
當(dāng)時(shí)回答的是false，后來翻了下Integer的源碼發(fā)現(xiàn)Integer里面有個(gè)內(nèi)部類IntegerCache，用于緩存一些共用的Integer。這個(gè)緩存的范圍可以在jvm啟動(dòng)的時(shí)候進(jìn)行設(shè)置。
其實(shí)后來想想也應(yīng)該這么做，我們沒有必要每次使用對(duì)象的時(shí)候都返回新的對(duì)象，可以共享這些對(duì)象，因?yàn)樾聦?duì)象的創(chuàng)建都是需要消耗內(nèi)存的。
適配器模式
適配器模式比較好理解。像生活中插線口的插頭有2個(gè)口的，也有3個(gè)口的。如果電腦的電源插口只有3個(gè)口的，但是我們需要一個(gè)2個(gè)口的插口的話，這個(gè)時(shí)候就需要使用插座來外接這個(gè)3個(gè)口的插頭，插座上有2個(gè)口的插頭。
這個(gè)例子跟我們編程一樣，當(dāng)用戶系統(tǒng)的接口跟我們系統(tǒng)內(nèi)部的接口不一致時(shí)，我們可以使用適配器來完成接口的轉(zhuǎn)換。
使用繼承的方式實(shí)現(xiàn)類的適配：
- public class Source {
- public void method() {
- System.out.println("source method");
- }
- }
- interface Targetable {
- void method();
- void newMethod();
- }
- class Adapter extends Source implements Targetable {
- @Override
- public void newMethod() {
- System.out.println("new method");
- }
- }
測(cè)試：
- Targetable targetable = new Adapter();
- targetable.method(); // source method
- targetable.newMethod(); // new method
上述方式是用接口和繼承的方式實(shí)現(xiàn)適配器模式。當(dāng)然我們也可以使用組合的方式實(shí)現(xiàn)(把Source當(dāng)成屬性放到Adapter中)。
單例模式
單例模式比較好理解，Spring就是典型的例子。被Spring中的容器管理的對(duì)象都有對(duì)應(yīng)的scope，配置成singleton說明這個(gè)對(duì)象就是單例，也就是在Spring容器的生命周期中，這個(gè)類只有1個(gè)實(shí)例。
java中單例模式的寫法也有好多種。比如懶漢式、餓漢式、內(nèi)部類方式、枚舉方式等。
需要注意的如果使用dcl的話需要初始化過程，這篇 Java內(nèi)存模型之從JMM角度分析DCL 文章中說明了dcl的正確用法。
Effectice java中推薦的單例方式寫法是使用枚舉類型的方式。
外觀模式
外觀模式用來包裝一組接口用于方便使用。 比如系統(tǒng)中分10個(gè)模塊，有個(gè)功能需要組合使用所有的模塊，這個(gè)時(shí)候就需要一個(gè)包裝類包裝這10個(gè)接口，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的調(diào)用。
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