JAVA设计模式总结之23种设计模式

什么是设计模式

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。简单说：

模式：在某些场景下，针对某类问题的某种通用的解决方案。

场景：项目所在的环境

问题：约束条件，项目目标等

解决方案：通用、可复用的设计，解决约束达到目标。

设计模式的三个分类

• 创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。

• 结构型模式：把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。

• 行为型模式：类和对象如何交互，及划分责任和算法。

根据它们的用途，设计模式可分为创建型(Creational)，结构型(Structural)和行为型(Behavioral)三种，其中创建型模式主要用于描述如何创建对象，结构型模式主要用于描述如何实现类或对象的组合，行为型模式主要用于描述类或对象怎样交互以及怎样分配职责，在GoF 23种设计模式中包含5种创建型设计模式、7种结构型设计模式和11种行为型设计模式。此外，根据某个模式主要是用于处理类之间的关系还是对象之间的关系，设计模式还可以分为类模式和对象模式。我们经常将两种分类方式结合使用，如单例模式是对象创建型模式，模板方法模式是类行为型模式。

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。

其实还有两类：并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下：

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如图所示

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各分类中模式的关键点

• 单例模式：某个类只能有一个实例，提供一个全局的访问点。

• 简单工厂：一个工厂类根据传入的参量决定创建出那一种产品类的实例。

• 工厂方法：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化那个类。

• 抽象工厂：创建相关或依赖对象的家族，而无需明确指定具体类。

• 建造者模式：封装一个复杂对象的构建过程，并可以按步骤构造。

• 原型模式：通过复制现有的实例来创建新的实例。

• 适配器模式：将一个类的方法接口转换成客户希望的另外一个接口。

• 组合模式：将对象组合成树形结构以表示“”部分-整体“”的层次结构。

• 装饰模式：动态的给对象添加新的功能。

• 代理模式：为其他对象提供一个代理以便控制这个对象的访问。

• 亨元（蝇量）模式：通过共享技术来有效的支持大量细粒度的对象。

• 外观模式：对外提供一个统一的方法，来访问子系统中的一群接口。

• 桥接模式：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

• 模板模式：定义一个算法结构，而将一些步骤延迟到子类实现。

• 解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器。

• 策略模式：定义一系列算法，把他们封装起来，并且使它们可以相互替换。

• 状态模式：允许一个对象在其对象内部状态改变时改变它的行为。

• 观察者模式：对象间的一对多的依赖关系。

• 备忘录模式：在不破坏封装的前提下，保持对象的内部状态。

• 中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。

• 命令模式：将命令请求封装为一个对象，使得可以用不同的请求来进行参数化。

• 访问者模式：在不改变数据结构的前提下，增加作用于一组对象元素的新功能。

• 责任链模式：将请求的发送者和接收者解耦，使的多个对象都有处理这个请求的机会。

• 迭代器模式：一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法，不暴露该对象的内部结构。

表1列出将要介绍的24种设计模式，其中模式的学习难度是我个人在多年模式使用和推广过程中的经验总结，仅作参考，模式的使用频率来自著名的模式推广和教育网站——http://www.dofactory.net。

类型	模式名称	学习难度	使用频率
创建型模式 Creational Pattern	单例模式 Singleton Pattern	★☆☆☆☆	★★★★☆
创建型模式 Creational Pattern	简单工厂模式 Simple Factory Pattern	★★☆☆☆	★★★☆☆
创建型模式 Creational Pattern	工厂方法模式 Factory Method Pattern	★★☆☆☆	★★★★★
创建型模式 Creational Pattern	抽象工厂模式 Abstract Factory Pattern	★★★★☆	★★★★★
创建型模式 Creational Pattern	原型模式 Prototype Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
创建型模式 Creational Pattern	建造者模式 Builder Pattern	★★★★☆	★★☆☆☆
结构型模式 Structural Pattern	适配器模式 Adapter Pattern	★★☆☆☆	★★★★☆
结构型模式 Structural Pattern	桥接模式 Bridge Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
结构型模式 Structural Pattern	组合模式 Composite Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
结构型模式 Structural Pattern	装饰模式 Decorator Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
结构型模式 Structural Pattern	外观模式 Façade Pattern	★☆☆☆☆	★★★★★
结构型模式 Structural Pattern	享元模式 Flyweight Pattern	★★★★☆	★☆☆☆☆
结构型模式 Structural Pattern	代理模式 Proxy Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	职责链模式 Chain of Responsibility Pattern	★★★☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	命令模式 Command Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	解释器模式 Interpreter Pattern	★★★★★	★☆☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	迭代器模式 Iterator Pattern	★★★☆☆	★★★★★
行为型模式 Behavioral Pattern	中介者模式 Mediator Pattern	★★★☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	备忘录模式 Memento Pattern	★★☆☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	观察者模式 Observer Pattern	★★★☆☆	★★★★★
行为型模式 Behavioral Pattern	状态模式 State Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	策略模式 Strategy Pattern	★☆☆☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	模板方法模式 Template Method Pattern	★★☆☆☆	★★★☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	访问者模式 Visitor Pattern	★★★★☆	★☆☆☆☆

表1 常用设计模式一览表

类型	模式名称	学习难度	使用频率
创建型模式 Creational Pattern	单例模式 Singleton Pattern	★☆☆☆☆	★★★★☆
创建型模式 Creational Pattern	简单工厂模式 Simple Factory Pattern	★★☆☆☆	★★★☆☆
创建型模式 Creational Pattern	工厂方法模式 Factory Method Pattern	★★☆☆☆	★★★★★
创建型模式 Creational Pattern	抽象工厂模式 Abstract Factory Pattern	★★★★☆	★★★★★
创建型模式 Creational Pattern	原型模式 Prototype Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
创建型模式 Creational Pattern	建造者模式 Builder Pattern	★★★★☆	★★☆☆☆
结构型模式 Structural Pattern	适配器模式 Adapter Pattern	★★☆☆☆	★★★★☆
结构型模式 Structural Pattern	桥接模式 Bridge Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
结构型模式 Structural Pattern	组合模式 Composite Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
结构型模式 Structural Pattern	装饰模式 Decorator Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
结构型模式 Structural Pattern	外观模式 Façade Pattern	★☆☆☆☆	★★★★★
结构型模式 Structural Pattern	享元模式 Flyweight Pattern	★★★★☆	★☆☆☆☆
结构型模式 Structural Pattern	代理模式 Proxy Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	职责链模式 Chain of Responsibility Pattern	★★★☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	命令模式 Command Pattern	★★★☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	解释器模式 Interpreter Pattern	★★★★★	★☆☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	迭代器模式 Iterator Pattern	★★★☆☆	★★★★★
行为型模式 Behavioral Pattern	中介者模式 Mediator Pattern	★★★☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	备忘录模式 Memento Pattern	★★☆☆☆	★★☆☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	观察者模式 Observer Pattern	★★★☆☆	★★★★★
行为型模式 Behavioral Pattern	状态模式 State Pattern	★★★☆☆	★★★☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	策略模式 Strategy Pattern	★☆☆☆☆	★★★★☆
行为型模式 Behavioral Pattern	模板方法模式 Template Method Pattern	★★☆☆☆	★★★☆☆
行为型模式 Behavioral Pattern	访问者模式 Visitor Pattern	★★★★☆	★☆☆☆☆