Java中的設(shè)計(jì)模式

作者：Java中的設(shè)計(jì)模式NEWPRODUCTCONTENTS目錄01添加目錄標(biāo)題02設(shè)計(jì)模式概述03創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式04結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式05行為型設(shè)計(jì)模式06并發(fā)型設(shè)計(jì)模式添加章節(jié)標(biāo)題PART01設(shè)計(jì)模式概述PART02定義和作用作用：幫助開(kāi)發(fā)者更好地理解、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式：在軟件設(shè)計(jì)中，針對(duì)特定問(wèn)題的解決方案目的：提高代碼質(zhì)量，降低維護(hù)成本，提高開(kāi)發(fā)效率常見(jiàn)設(shè)計(jì)模式：?jiǎn)卫Ｊ健⒐S模式、觀察者模式等設(shè)計(jì)模式的分類創(chuàng)建型模式：用于創(chuàng)建對(duì)象，如工廠方法模式、抽象工廠模式等結(jié)構(gòu)型模式：用于處理類與對(duì)象的組合，如適配器模式、裝飾器模式等行為型模式：用于描述類與對(duì)象的交互，如觀察者模式、策略模式等J2EE模式：用于處理J2EE應(yīng)用程序中的常見(jiàn)問(wèn)題，如MVC模式、DAO模式等領(lǐng)域特定模式：針對(duì)特定領(lǐng)域問(wèn)題提出的解決方案，如數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象模式、事務(wù)腳本模式等設(shè)計(jì)模式的六大原則單一職責(zé)原則：一個(gè)類只負(fù)責(zé)一個(gè)功能迪米特法則：最少知道原則，降低耦合度接口隔離原則：一個(gè)接口只負(fù)責(zé)一個(gè)功能開(kāi)閉原則：對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放，對(duì)修改關(guān)閉依賴倒置原則：依賴抽象，而不是具體實(shí)現(xiàn)里氏替換原則：子類可以替換父類創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式PART03單例模式優(yōu)點(diǎn)：減少內(nèi)存占用，提高性能概念：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問(wèn)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式：餓漢式、懶漢式、雙重檢查鎖、靜態(tài)內(nèi)部類、枚舉應(yīng)用場(chǎng)景：日志記錄、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、線程池、緩存等工廠模式定義：定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類實(shí)現(xiàn)方式：抽象工廠、簡(jiǎn)單工廠、工廠方法應(yīng)用場(chǎng)景：需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)相似對(duì)象時(shí)優(yōu)點(diǎn)：解耦，提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性建造者模式定義：將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。添加標(biāo)題主要角色：Builder（抽象建造者）、ConcreteBuilder（具體建造者）、Director（指揮者）、Product（產(chǎn)品）。添加標(biāo)題優(yōu)點(diǎn)：使得建造過(guò)程更加靈活，易于擴(kuò)展和維護(hù)。添加標(biāo)題應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建復(fù)雜對(duì)象時(shí)，可以使用建造者模式來(lái)簡(jiǎn)化對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程。添加標(biāo)題原型模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題定義：原型模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，用于創(chuàng)建新的對(duì)象，而不是通過(guò)new關(guān)鍵字直接創(chuàng)建。優(yōu)點(diǎn)：原型模式可以減少創(chuàng)建對(duì)象的開(kāi)銷，提高性能。實(shí)現(xiàn)方式：原型模式可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)Cloneable接口或者使用反射來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用場(chǎng)景：原型模式適用于需要大量創(chuàng)建相同或相似對(duì)象的場(chǎng)景，如游戲開(kāi)發(fā)中的角色創(chuàng)建、文檔編輯中的副本創(chuàng)建等。結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式PART04適配器模式應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要使不兼容的接口協(xié)同工作時(shí)定義：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口，使原本不兼容的接口可以協(xié)同工作主要角色：適配器、適配者、目標(biāo)接口實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)繼承或依賴關(guān)系實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換裝飾器模式優(yōu)點(diǎn)：可以靈活地?cái)U(kuò)展對(duì)象的功能，且不改變其原有結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)定義一個(gè)裝飾器類，該類包含一個(gè)被裝飾對(duì)象的引用，并重寫被裝飾對(duì)象的方法，以實(shí)現(xiàn)額外的功能概念：動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)應(yīng)用場(chǎng)景：需要為類或?qū)ο髣?dòng)態(tài)地添加功能時(shí)代理模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題目的：為對(duì)象提供一種代理，以控制對(duì)該對(duì)象的訪問(wèn)。定義：代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，用于控制對(duì)象的訪問(wèn)。應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要為對(duì)象提供一種代理，以控制對(duì)該對(duì)象的訪問(wèn)時(shí)，可以使用代理模式。實(shí)現(xiàn)方式：代理模式可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)代理類和被代理類的接口，并在代理類中調(diào)用被代理類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。外觀模式外觀模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，用于簡(jiǎn)化復(fù)雜的系統(tǒng)接口外觀模式提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，用于訪問(wèn)子系統(tǒng)中的一組接口外觀模式可以降低子系統(tǒng)的耦合度，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性外觀模式可以用于構(gòu)建分層架構(gòu)，將業(yè)務(wù)邏輯與表示層分離行為型設(shè)計(jì)模式PART05策略模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題定義：定義一系列算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來(lái)，并且使它們可以互相替換。主要角色：策略（Strategy）、上下文（Context）、具體策略（ConcreteStrategy）。應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地選擇和改變其行為時(shí)，可以使用策略模式。優(yōu)點(diǎn)：降低了耦合度，提高了代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。觀察者模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題定義：觀察者模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，用于定義對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，以便當(dāng)一個(gè)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴它的對(duì)象都能得到通知并自動(dòng)更新。主要角色：觀察者（Observer）、被觀察者（Observable）、具體觀察者（ConcreteObserver）、具體被觀察者（ConcreteObservable）。應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，需要通知其他對(duì)象，以便它們能夠自動(dòng)更新自己的狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)方式：觀察者模式可以通過(guò)接口或抽象類來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方式取決于應(yīng)用程序的需求和設(shè)計(jì)。添加標(biāo)題模板方法模式定義：定義一個(gè)操作中的算法骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：提高代碼復(fù)用性，便于維護(hù)和擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景：在多個(gè)子類中具有相同行為，但具體實(shí)現(xiàn)不同的場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)步驟：定義抽象類，實(shí)現(xiàn)模板方法；子類繼承抽象類，實(shí)現(xiàn)具體步驟迭代器模式定義：提供一種順序訪問(wèn)集合對(duì)象中的各個(gè)元素，而又不暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。角色：迭代器、容器、具體迭代器、具體容器。優(yōu)點(diǎn)：支持不同的遍歷方式，簡(jiǎn)化了容器的接口，提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性。實(shí)現(xiàn)：通過(guò)定義一個(gè)接口，該接口定義了訪問(wèn)和遍歷元素的方法，具體迭代器實(shí)現(xiàn)該接口，并提供遍歷元素的具體實(shí)現(xiàn)。并發(fā)型設(shè)計(jì)模式PART06線程池模式實(shí)現(xiàn)：Java中通過(guò)Executors類創(chuàng)建線程池，如newFixedThreadPool、newCachedThreadPool等。使用場(chǎng)景：適用于需要大量線程執(zhí)行異步任務(wù)的場(chǎng)景，如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池等。概念：線程池是一種預(yù)先創(chuàng)建好一定數(shù)量的線程，用于執(zhí)行異步任務(wù)的設(shè)計(jì)模式。優(yōu)點(diǎn)：減少線程創(chuàng)建和銷毀的開(kāi)銷，提高程序性能。信號(hào)量模式實(shí)現(xiàn)方式：使用信號(hào)量（Semaphore）類來(lái)實(shí)現(xiàn)概念：一種并發(fā)控制機(jī)制，用于控制對(duì)有限資源的訪問(wèn)應(yīng)用場(chǎng)景：多線程環(huán)境下，多個(gè)線程需要共享資源優(yōu)點(diǎn)：能夠有效控制并發(fā)訪問(wèn)，避免資源競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的問(wèn)題讀寫鎖模式讀寫鎖模式的概念：一種并發(fā)控制機(jī)制，用于管理對(duì)共享資源的并發(fā)訪問(wèn)讀寫鎖模式的特點(diǎn)：讀鎖共享，寫鎖獨(dú)占讀寫鎖模式的應(yīng)用場(chǎng)景：適用于讀操作遠(yuǎn)多于寫操作的場(chǎng)景讀寫鎖模式的實(shí)現(xiàn)：可以通過(guò)Java中的ReentrantReadWriteLock類來(lái)實(shí)現(xiàn)事務(wù)處理模式主要類型：樂(lè)觀鎖、悲觀鎖、兩階段提交等概念：用于處理并發(fā)事務(wù)，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性應(yīng)用場(chǎng)景：多用于金融、電商等需要處理大量并發(fā)事務(wù)的場(chǎng)景優(yōu)缺點(diǎn)：樂(lè)觀鎖性能好，但可能出現(xiàn)臟讀、幻讀等問(wèn)題；悲觀鎖可以避免這些問(wèn)題，但性能較差；兩階段提交可以保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，性能較差。Java中的其他重要設(shè)計(jì)模式PART07責(zé)任鏈模式概念：將請(qǐng)求沿著一條鏈傳遞，直到找到可以處理該請(qǐng)求的處理者應(yīng)用場(chǎng)景：需要處理多種類型請(qǐng)求的場(chǎng)景，如異常處理、日志記錄等優(yōu)點(diǎn)：降低了請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的耦合度，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)定義抽象處理者類和具體處理者類，實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求的傳遞和處理備忘錄模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題主要角色：Originator（發(fā)起人）、Caretaker（負(fù)責(zé)人）、Memento（備忘錄）。定義：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，并在該對(duì)象之外保存這個(gè)狀態(tài)。應(yīng)用場(chǎng)景：需要保存和恢復(fù)數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，如撤銷操作、歷史記錄等。實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)定義一個(gè)Memento類來(lái)保存對(duì)象的狀態(tài)，并通過(guò)Caretaker類來(lái)管理這些Memento對(duì)象。狀態(tài)模式狀態(tài)模式定義：允許對(duì)象在內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變其行為，對(duì)象看起來(lái)好像修改了其類。狀態(tài)模式的主要角色：環(huán)境角色、狀態(tài)角色和具體狀態(tài)角色。狀態(tài)模式的優(yōu)點(diǎn)：使得代碼更加清晰、易于維護(hù)和擴(kuò)展。狀態(tài)模式的應(yīng)用場(chǎng)景：適用于需要根據(jù)不同狀態(tài)進(jìn)行不同處理的場(chǎng)景。享元