設(shè)計(jì)模式筆試面試常見問題

設(shè)計(jì)模式有哪幾種單例模式中如何實(shí)現(xiàn)并發(fā)的懶漢模式最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)首先，能夠想到的最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)是，把類的構(gòu)造函數(shù)寫成private的，從而保證別的類不能實(shí)例化此類，然后在類中提供一個(gè)靜態(tài)的實(shí)例并能夠返回給使用者。這樣，使用者就可以通過這個(gè)引用使用到這個(gè)類的實(shí)例了。publicclassSingletonClass{privatestaticfinalSingletonClassinstanee=newSingletonClass()；publicstaticSingletonClassgetInstance(){returninstanee;}privateSingletonClass(){}}如上例，外部使用者如果需要使用SingletonClass的實(shí)例，只能通過getInstance（）方法，并且它的構(gòu)造方法是private的，這樣就保證了只能有一個(gè)對(duì)象存在。性能優(yōu)化 lazyloaded上面的代碼雖然簡(jiǎn)單，但是有一個(gè)問題一一無論這個(gè)類是否被使用，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)instance對(duì)象。如果這個(gè)創(chuàng)建過程很耗時(shí)，比如需要連接10000次數(shù)據(jù)庫（夸張了…：-）），并且這個(gè)類還并不一定會(huì)被使用，那么這個(gè)創(chuàng)建過程就是無用的。怎么辦呢？為了解決這個(gè)問題，我們想到了新的解決方案:publicclassSingletonClass{privatestaticSingletonClassinstanee=null;publicstaticSingletonClassgetInstance(){if(instanee==null){instanee=newSingletonClass();}returninstanee;}privateSingletonClass(){}}代碼的變化有兩處首先，把instance初始化為null，直到第一次使用的時(shí)候通過判斷是否為null來創(chuàng)建對(duì)象。因?yàn)閯?chuàng)建過程不在聲明處，所以那個(gè)final的修飾必須去掉。我們來想象一下這個(gè)過程。要使用SingletonClass，調(diào)用getinstance()方法。第一次的時(shí)候發(fā)現(xiàn)instance是null，然后就新建一個(gè)對(duì)象，返回出去；第二次再使用的時(shí)候，因?yàn)檫@個(gè)instance是static的，所以已經(jīng)不是null了，因此不會(huì)再創(chuàng)建對(duì)象，直接將其返回。這個(gè)過程就成為lazyloaded，也就是遲加載 直到使用的時(shí)候才進(jìn)行加載。同步上面的代碼很清楚，也很簡(jiǎn)單。然而就像那句名言：“80%的錯(cuò)誤都是由20%代碼優(yōu)化引起的”。單線程下，這段代碼沒有什么問題，可是如果是多線程，麻煩就來了。我們來分析一下：線程A希望使用SingletonClass,調(diào)用getInstance()方法。因?yàn)槭堑谝淮握{(diào)用，A就發(fā)現(xiàn)instance是null的，于是它開始創(chuàng)建實(shí)例，就在這個(gè)時(shí)候，CPU發(fā)生時(shí)間片切換，線程B開始執(zhí)行,它要使用SingletonClass,調(diào)用getInstance()方法，同樣檢測(cè)到instance是null注意，這是在A檢測(cè)完之后切換的，也就是說A并沒有來得及創(chuàng)建對(duì)象——因此B開始創(chuàng)建。B創(chuàng)建完成后，切換到A繼續(xù)執(zhí)行，因?yàn)樗呀?jīng)檢測(cè)完了，所以A不會(huì)再檢測(cè)一遍，它會(huì)直接創(chuàng)建對(duì)象。這樣，線程A和B各自擁有一個(gè)SingletonClass的對(duì)象 單例失??！解決的方法也很簡(jiǎn)單，那就是加鎖：publicclassSingletonClass{privatestaticSingletonClassinstanee=null;publicsynchronizedstaticSingletonClassgetInstance(){if(instanee==null){instanee=newSingletonClass();}returninstanee;}privateSingletonClass(){}}是要getInstance()加上同步鎖，一個(gè)線程必須等待另外一個(gè)線程創(chuàng)建完成后才能使用這個(gè)方法，這就保證了單例的唯一性。又是性能上面的代碼又是很清楚很簡(jiǎn)單的，然而，簡(jiǎn)單的東西往往不夠理想。這段代碼毫無疑問存在性能的問題 synchronized修飾的同步塊可是要比一般的代碼段慢上幾倍的！如果存在很多次getInstance()的調(diào)用，那性能問題就不得不考慮了！讓我們來分析一下，究竟是整個(gè)方法都必須加鎖，還是僅僅其中某一句加鎖就足夠了？我們?yōu)槭裁匆渔i呢？分析一下出現(xiàn)lazyloaded的那種情形的原因。原因就是檢測(cè)null的操作和創(chuàng)建對(duì)象的操作分離了。如果這兩個(gè)操作能夠原子地進(jìn)行，那么單例就已經(jīng)保證了。于是，我們開始修改代碼：publicclassSingletonClass{privatestaticSingletonClassinstanee=null;publicstaticSingletonClassgetInstance(){synchronized(SingletonClass.class){if(instanee==null){instanee=newSingletonClass();}}returninstanee;}privateSingletonClass(){}}首先去掉getinstance()的同步操作，然后把同步鎖加載if語句上。但是這樣的修改起不到任何作用：因?yàn)槊看握{(diào)用getInstance()的時(shí)候必然要同步，性能問題還是存在。如果 如果我們事先判斷一下是不是為null再去同步呢？publicclassSingletonClass{privatestaticSingletonClassinstanee=null;publicstaticSingletonClassgetInstance(){if(instanee==null){synchronized(SingletonClass.class){if(instanee==null){instanee=newSingletonClass();}}}returninstanee;privateSingletonClass(){}}還有問題嗎？首先判斷instance是不是為null,如果為null,加鎖初始化；如果不為null，直接返回instance。這就是double-checkedlocking設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單例模式。到此為止，一切都很完美。我們用一種很聰明的方式實(shí)現(xiàn)了單例模式責(zé)任鏈問題A：實(shí)行一個(gè)過濾功能，過濾一段文字首先獲取用戶輸入的一段文字：Stringmsg="大家好：)，＜script＞，敏感，被就業(yè)，網(wǎng)絡(luò)授課沒感覺，因?yàn)榭床灰姶蠹一飪?；那么我們寫一個(gè)filterMethod(){};使用最簡(jiǎn)單的replace方法替換文中的敏感詞問題B：如果想用面向?qū)ο蟮姆椒ㄈ?shí)現(xiàn)呢？創(chuàng)建一個(gè)類MsgProcessor專門用來處理用戶輸入的文字，該類用一個(gè)屬性message(用戶輸入文字)，生成set/get方法，(為什么要通過set/get方法去訪問屬性,而不直接訪問該屬性???為了保護(hù)該屬性，不讓用戶直接訪問修改，如果是你的存折，你可以在set/get方法中加入權(quán)限判斷，避免讓用戶直接訪問操作;如果讓該屬性只能夠看，不能夠修改，則直接刪除set方法即可)一個(gè)方法process()(處理文字) 每次只需要將MsgProcessormp=newMsgProcessor();mp.setMsg(msg);cess();問題C：如果我們有多個(gè)過濾器，那么如何設(shè)計(jì)會(huì)更加方便以后繼續(xù)添加？？首先我們寫一個(gè)接口Filter，它有一個(gè)doFilter方法，publicinterfaceFilter{StringdoFilter(Stringstr); }制作接口相當(dāng)于給所有開發(fā)人員制定了規(guī)范，然后我們寫的每一個(gè)過濾器類都要實(shí)現(xiàn)該接口，由于有多個(gè)過濾器類，所以我們建立一個(gè)過濾器類的集合類FilterChain,它需要實(shí)現(xiàn)Filter接口，同時(shí)要擁有過濾器集合變量publicclassFilterChainimplementsFilter{用集合的好處當(dāng)有新的過濾器或者過濾器集合類要添加進(jìn)來，會(huì)更加方便List<Filter>filters=newArrayList<Filter>();publicFilterChainaddFilter(Filterf){//能夠?qū)⒆宇惿傻膶?duì)象賦值給父類，但是不能將父類生成的對(duì)象賦值給子類

//并且能夠?qū)?shí)現(xiàn)接口的類的對(duì)象賦值給父類接口，同上一樣this.filters?add(f);returnthis;//返回this，也就是返回FilterChain本身對(duì)象}publicStringdoFilter(Stringstr){Stringr=str;for(Filterf:filters){r=f.doFilter(r);} //逐個(gè)調(diào)用過濾器的dofilter方法returnr;}那么單個(gè)的過濾器例如HTMLFilter，只需要執(zhí)行自己的操作publicclassHTMLFilterimplementsFilter{@OverridepublicStringdoFilter(Stringstr){//processthehtmltag<>Stringr=str.replace('<','[')?replace('>',']');returnr;}}通常我們不希望這樣添加Filter[]filters={newHTMLFilter(),newSesitiveFilter(),newFaceFilter()};因?yàn)檫@樣會(huì)使得每次只要添加新的過濾器，都要修改這個(gè)類，所以我們直接使用集合。那么在main函數(shù)中，由于addFilter返回的this，所以可以連寫FilterChainfc=newFilterChain();fc.addFilter(newHTMLFilter())?addFilter(newSesitiveFilter())?addFilter(newFaceFilter());問題D：如何繼續(xù)優(yōu)化該段代碼呢？我們希望msgProcess的process方法執(zhí)行何功能？也就是需要在MsgProcessor類中加入成員變量FilterChainfc;publicStringprocess(){returnfc.doFilter(msg);}那么要想用MsgProcessor類的對(duì)象調(diào)用process方法，就必須要在MsgProcessor類中生成fc的set/get方法；Stringresult=cess();問題E：回顧流程1、 封裝用戶輸入的文本，成員變量msg(文本),Fc(過濾器對(duì)象)成員方法process(處理文本)2、 建立過濾器接口，制定規(guī)范3、 創(chuàng)建過濾器集合類，每增加一個(gè)過濾器，都添加到集合中去，完成父類方法,循環(huán)調(diào)用集合中所有過濾器的方法4、 如果新加一個(gè)過濾器，完成好類實(shí)現(xiàn)之后，只需要在main方法中加入進(jìn)去即可，方便調(diào)節(jié)過濾器的執(zhí)行順序問題F：以上我們只做了從客戶端發(fā)送到服務(wù)器端的文本處理，如果我們也希望同時(shí)處理服務(wù)器端到客戶端的文本，那么該如何做？該實(shí)現(xiàn)的思想與struets中攔截器的實(shí)現(xiàn)思想一致理解堆棧的思想，先進(jìn)后出；也就是說，當(dāng)我們通過服務(wù)器端的攔截器1,2,3,4處理完文本后，再返回到客戶端之前，仍然需要進(jìn)行攔截器的處理，只不過執(zhí)行順序是攔截器4,3,2,1。首先接口Filter,我們需要修改其doFilTeR方法voiddoFiITer(RequesTrequesT,Responseresponse,FilTerChainchain);在main函數(shù)中，我們創(chuàng)建模擬的RequesT，Response類Stringmsg="大家好：)，＜scripT＞，敏感，被就業(yè)，網(wǎng)絡(luò)授課沒感覺,因?yàn)榭床灰姶蠹一飪?；RequesTrequesT=newRequesT();requesT.seTRequesTSTr(msg);Responseresponse=newResponse();response.seTResponseSTr("response");然后通過FilTerChain進(jìn)行處理，只不過需要將doFilTer方法改寫@OverridepublicvoiddoFilter(Requestrequest,Responseresponse,FilterChainchain){//如果已經(jīng)達(dá)到過濾器集合的數(shù)目，就返回if(index==filters?size())return;//獲取當(dāng)前過濾器Filterf=filters?get(index);//加1，使下次調(diào)用下一個(gè)過濾器index++;f?doFilter(request,response,chain);}那么同時(shí)也要改寫HTMLFilter類，假設(shè)該類是第一個(gè)添加到集合類中@OverridepublicvoiddoFilter(Requestrequest,Responseresponse,FilterChainchain){//processthehtmltag<>request?requestStr=request?requestStr.replace('<','[').replace('>',']')+"——HTMLFilter()";chain.doFilter(request,response,chain);response.responseStr+="——HTMLFilter()";}那么執(zhí)行第一步，處理request傳來的字符串，執(zhí)行到第二步時(shí)，執(zhí)行dofilter方法重新調(diào)用到filterChain的dofilter方法，但這時(shí)index++，會(huì)調(diào)用第二個(gè)過濾器類的方法。依次循環(huán)，直到if(index==filters?size())return;就會(huì)執(zhí)行下一句第三步，也就是處理response工產(chǎn)系列老張手拿AK47,嘴里叼著雪茄，開著奔馳車，一路哼著歌奔向東北一個(gè)人擁有這么多東西，相當(dāng)于一個(gè)工廠，于是我們幫他設(shè)計(jì)一個(gè)抽象工廠類，由于是具體的我們給它設(shè)計(jì)成抽象類，而非接口publicabstractclassAbstractFactory{publicabstractVehiclecreateVehicle();publicabstractWeaponcreateWeapon();publicabstractFoodcreateFood();}當(dāng)然Vehicle、Weapon、Food這些肯定也會(huì)弄成抽象類。publicabstractclassFood{publicabstractvoidprintName();}publicabstractclassVehicle{publicabstractvoidrun();}publicabstractclassWeapon{publicabstractvoidshoot();}也就由具體的類去繼承并實(shí)現(xiàn)其抽象方法例如：publicclassCarextendsVehicle{publicvoidrun(){System,out.println(”冒著煙奔跑中car ");}}publicclassAK47extendsWeapon{publicvoidshoot(){System,out.println("噠噠噠???")；}}publicclassAppleextendsFood{publicvoidprintName(){System,out?println("apple");}}好的，那么我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)默認(rèn)的工廠publicclassDefaultFactoryextendsAbstractFactory{@Overridep