學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式之前，我們先要了解一下設(shè)計(jì)模式的怎么來(lái)的？

對(duì)于設(shè)計(jì)人員，特別是開發(fā)人員嗎，往往受限于眼界或經(jīng)驗(yàn)不能夠體會(huì)到設(shè)計(jì)原則的實(shí)用性，或者在處理具體問(wèn)題時(shí)，不知道如何把設(shè)計(jì)原則應(yīng)用到到設(shè)計(jì)和代碼，因此產(chǎn)生了“模式”。
隨著參與的項(xiàng)目越來(lái)越多，人們發(fā)現(xiàn)：很多問(wèn)題并不是一個(gè)項(xiàng)目中出現(xiàn)的，它會(huì)在很多的項(xiàng)目中出現(xiàn)。于是人們就把這些問(wèn)題總結(jié)出來(lái)，然后給出了解決這些問(wèn)題的方案，而這些方案–“模式”(解決問(wèn)題的套路)。

設(shè)計(jì)模式的分類

1.創(chuàng)建模式：創(chuàng)建一些特殊的對(duì)象，或者在特殊要求下創(chuàng)建對(duì)象。
2.結(jié)構(gòu)模式：主要利用組合/聚合或者繼承，讓類與類能夠形成某種關(guān)聯(lián)關(guān)系 – 代理。
3.行為模式：刻畫了類和對(duì)象交換及分配職責(zé)的方式。

接下來(lái)我們正式介紹七種常用的設(shè)計(jì)模式

單例模式

1.餓漢模式（最基本的單例模式）

類加載時(shí)，會(huì)直接實(shí)例化單例對(duì)象，以后都返回該對(duì)象的引用。

• 缺點(diǎn)：類加載時(shí)，會(huì)直接實(shí)例化單例對(duì)象，不管是否使用到該單例對(duì)象，浪費(fèi)內(nèi)存。
• 優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有枷鎖，執(zhí)行效率高，線程安全的實(shí)例。

public class Singleton{private Singleton{}//創(chuàng)建本類的私有構(gòu)造方法private static Singleton singleton = new Singleton();public static Singleton getInstance(){return singleton;}}

2.懶漢模式(線程不安全、線程安全但效率低)

不要直接在類加載時(shí)實(shí)例化，而是在調(diào)用方法時(shí)，再實(shí)例化。

• 優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)占用內(nèi)存
• 缺點(diǎn)：安全方面 單線程情況下，是安全的，但是在多線程下，多個(gè)線程可能同時(shí)執(zhí)行singleton == null 都為true，會(huì)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例在內(nèi)存中。

public class LazySingleton{private LazySingleton(){}private static LazySingleton singleton;public static LazySingleton getInstance(){if(singleton == null){singleton = new LazySingleton();}return singleton;}}

2.1懶漢模式(雙重檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?線程安全，且效率高的) 把鎖的粒度變小，只鎖第一次初始化時(shí))

• 實(shí)例會(huì)在調(diào)用getInstance方法時(shí)創(chuàng)建，僅在第一調(diào)用初始化時(shí)需要鎖住。

public class LazySingleton{private LazySingleton(){}private static LazySingleton singleton;public static LazySingleton getInstance(){/*雙重檢驗(yàn)首先先判斷實(shí)例是否為null，為null則使用synchronized鎖住類，然后在同步塊中，再一次判斷實(shí)例是否為null，為null則初始化實(shí)例。synchronized(需要鎖的對(duì)象){}*/if(singleton == null){synchronized(LazySingleton .class){if(singleton == null){singleton = new LazySingleton();}}}return singleton;}}

3.內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)模式

通過(guò)靜態(tài)內(nèi)部類，完成單例模式的創(chuàng)建。

• 在外部類加載時(shí)，并不會(huì)加載內(nèi)部類，也就是不會(huì)執(zhí)行new 實(shí)例()，這屬于懶加載。
• 只有第一次調(diào)用getInstance方法時(shí)，才會(huì)加載。

public class InnerSingleton{private InnerSingleton(){}private static class Inner{private static InnerSingleton instance = new InnerSingleton();}public static InnerSingleton getInstance(){return Inner.instance;}}

4.枚舉實(shí)現(xiàn)

通過(guò)枚舉創(chuàng)建 單例模式。

• 實(shí)現(xiàn)單例的最佳方法。簡(jiǎn)潔，支持自動(dòng)序列化機(jī)制，防止多次實(shí)例化，但目前還沒(méi)有被廣泛采用。

public class EnumSingleton{private EnumSingleton(){}private static enum SinEnum{//自定義的枚舉值，如果沒(méi)有該自定義枚舉值，無(wú)法獲取枚舉對(duì)象SIN;private EnumSingleton es = new EnumSingleton();}public static EnumSingleton getInstance(){SinEnum s = SinEnum.SIN;return s.es;}}

工廠模式

講使用者和對(duì)象的生產(chǎn)者進(jìn)行分離。

在工廠模式中，幾乎都有三種角色，工廠(抽象工廠、具體工廠) 產(chǎn)品(抽象產(chǎn)品、具體產(chǎn)品) 使用者。使用者想要使用產(chǎn)品，不用自己去生產(chǎn)產(chǎn)品，把生產(chǎn)的動(dòng)作交給工廠去做，使用者只需要從工廠提供產(chǎn)品的位置(方法)去拿就好。

• 1.簡(jiǎn)單工廠模式–顧客需要給出清單。
  變化點(diǎn)在產(chǎn)品對(duì)象上，所以我們會(huì)抽象產(chǎn)品，然后通過(guò)一個(gè)工廠，根據(jù)不同的情況產(chǎn)生不同的產(chǎn)品對(duì)象。

• 2.工廠方法模式–根據(jù)工廠能產(chǎn)生什么顧客拿什么。
  工廠可以產(chǎn)生統(tǒng)一品牌的商品，會(huì)根據(jù)商品去抽象工廠，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品，提供一個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)類。

• 3.抽象工廠模式–根據(jù)工廠能產(chǎn)生什么顧客拿什么，但是工廠能產(chǎn)生的產(chǎn)品會(huì)有多種品牌。
  超級(jí)工廠，可以生產(chǎn)不同品牌的各種產(chǎn)品，抽象出超級(jí)工廠，也要抽象出產(chǎn)品，然后根據(jù)不同的品牌給出該品牌商品的工工廠實(shí)現(xiàn)類。

原型模式

根據(jù)一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象，創(chuàng)建一個(gè)和他一樣的對(duì)象。-- 克隆

淺克隆-- 利用Object中clone()實(shí)現(xiàn)

1.讓被克隆的類實(shí)現(xiàn)Cloneable接口。

2.重寫clone方法，方法訪問(wèn)修飾符public。

3.對(duì)象.clone()的方式的到一個(gè)一樣的對(duì)象。

淺克隆指，被克隆的對(duì)象會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的，但是對(duì)象屬性不會(huì)產(chǎn)生。

public class Man implements Cloneable {private String name;public Car car = new Car();public Man clone() throws CloneNotSupportedException{Object obj = super.clone();return (Man)obj;}}

深度克隆

1.克隆對(duì)象所涉及的自定義類，需要實(shí)現(xiàn)序列化接口。

2.在需要克隆的類中，添加一個(gè)方法，完成序列化反序列化即可。

public class Man implements Cloneable,Serializable {private String name;public Car car = new Car();public Man depthClone() throws IOException, ClassNotFoundException {//獲取對(duì)象信息，把當(dāng)前對(duì)象寫入另一塊內(nèi)存ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream objOut = new ObjectOutputStream(bo);objOut.writeObject(this);//讀取內(nèi)存 創(chuàng)建對(duì)象ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(bi);Object obj = objIn.readObject();return (Man) obj;}}

代理模式

1.靜態(tài)代理

根據(jù)目標(biāo)對(duì)象需要代理的行為，抽象出一個(gè)接口(包含了需要代理的行為)，目標(biāo)類和代理類都需要去實(shí)現(xiàn)該接口，然后將目標(biāo)對(duì)象注入到代理類中，此時(shí)就可以在代理類中調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的行為，并為止附加非功能性邏輯。

2.動(dòng)態(tài)代理之JDK代理

• 第一步，實(shí)現(xiàn)接口InvocationHandler，然后重寫invoke方法，在invoke方法中調(diào)用目標(biāo)對(duì)的方法。

• 第二步，提供一個(gè)自定義的方法，通過(guò)Proxy.newProxyInstance()得到代理對(duì)象。

public class LivePeople implements InvocationHandler {private IEat target;//目標(biāo)對(duì)象public LivePeople(IEat target) {this.target = target;}//獲取代理對(duì)象public Object getProxy() {//Proxy()類中的newProxyInstance()方法/*第一個(gè)參數(shù)：目標(biāo)對(duì)象的類加載器第二個(gè)參數(shù)：目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的所有接口第三個(gè)參數(shù)：代理類的對(duì)象*/return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("訂餐");Object returnInfo = method.invoke(target, args);//執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象的方法System.out.println("結(jié)賬，開發(fā)票");return returnInfo;} }

3.動(dòng)態(tài)代理之Cglib代理

• 第一步，導(dǎo)入Cglib依賴(包)。

• 第二步，實(shí)現(xiàn)接口MethodInterceptor，重寫intercept方法，在其中完成目標(biāo)對(duì)象的方法調(diào)用。

• 第三步，提供自定義方法，通過(guò)工具類獲取得到代理對(duì)象。

public class CglibProxy implements MethodInterceptor {private IEat target;public CglibProxy(IEat target) {this.target = target;}//給目標(biāo)對(duì)象創(chuàng)建代理對(duì)象（自定義）public Object getProxyInstance() {//創(chuàng)建工具欄對(duì)象Enhancer en = new Enhancer();//設(shè)置目標(biāo)對(duì)象父類en.setSuperclass(target.getClass());//設(shè)置回調(diào)函數(shù)en.setCallback(this);//創(chuàng)建代理對(duì)象return en.create();}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {System.out.println("訂餐");Object returnInfo = methodProxy.invokeSuper(o, objects);//調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法并傳入?yún)?shù)System.out.println("付款，開發(fā)票");return returnInfo;} }

裝飾器模式

對(duì)象功能的擴(kuò)展能夠根據(jù)需要來(lái)動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)。

以咖啡舉例：

• 1.根據(jù)對(duì)象抽象一個(gè)公共的接口。

• 2.根據(jù)接口給出不同的實(shí)現(xiàn)類(主料類(主料類產(chǎn)生的對(duì)象就是被裝飾的對(duì)象) 和 配料類–裝飾類)。

• 3.在配料類中注入被裝飾的對(duì)象。

• 4.生產(chǎn)咖啡時(shí)，先生產(chǎn)主料(被修飾的對(duì)象)，然后用配料不斷去修飾主料。

適配器模式

使得原本不兼容的兩個(gè)接口(功能)可以兼容 – 搭建了兩個(gè)接口間的橋梁。

class Tel{public void call(){}}class Carame{public void make(){}}class Phone extends Tel{private Carame c = new Carame();public void make(){c.make();}}

實(shí)現(xiàn)適配器的方案，繼承或者依賴（推薦使用）

優(yōu)點(diǎn)：

• 可以讓沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)的類，一起運(yùn)行；

• 提高了類的復(fù)用

• 靈活性好

缺點(diǎn)：

• 過(guò)多的使用適配器，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)非常混亂，不容具體把控

• java是單繼承。

觀察者模式

• 主題類(由它產(chǎn)生的對(duì)象 就是 被觀察的對(duì)象) 繼承 Observable的類。
  在主題類，需要針對(duì)主題(價(jià)格的變化進(jìn)行關(guān)注，設(shè)置變化點(diǎn)，然后通知觀察者價(jià)格有了變化)。

public class Product extends Observable {private double price;public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;// 通知觀察者注意到主題的變化this.setChanged();// 設(shè)置變化點(diǎn)this.notifyObservers(price);//通知觀察者} }

• 觀察者類(由它產(chǎn)生的對(duì)象 就是 觀察者) 實(shí)現(xiàn)Observer接口。
  重寫update(當(dāng)主題發(fā)生變化時(shí)，會(huì)調(diào)用方法)。

public class ProductProxy1 implements Observer {private double price;/*** 當(dāng)主題類的值發(fā)生變化后，會(huì)調(diào)用該方法* @param o 主題對(duì)象* @param arg 主題更新的值對(duì)象*/@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {double factoryPrice = (double) arg;this.price = factoryPrice * 1.5;}public double getPrice() {return price;} }

• 首先產(chǎn)生主題對(duì)象(被觀察對(duì)象)，產(chǎn)生觀察者對(duì)象，然后給主題對(duì)象設(shè)置觀察者，最后通過(guò)更改主題的值，測(cè)試觀察者是否有觀測(cè)到主題值的改變。

public class Test {public static void main(String[] args) {// 產(chǎn)生主題對(duì)象 -- 被觀察者Product product = new Product();// 產(chǎn)生觀察者ProductProxy1 p1 = new ProductProxy1();// 給主題對(duì)象添加觀察者product.addObserver(p1);// 主題發(fā)生變化product.setPrice(1000);System.out.println("出廠價(jià)格："+ product.getPrice() +"\n代理商售賣價(jià)格：" + p1.getPrice());// 主題發(fā)生變化product.setPrice(2000);System.out.println("出廠價(jià)格："+ product.getPrice() + "\n代理商售賣價(jià)格：" + p1.getPrice());} }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA常用的七种设计模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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