Java设计模式之创建型模式
以下为本人查阅大量资料后归纳，简洁易懂，希望对不熟悉Java创建型模式的朋友有帮助。
首先介绍一下设计模式的六大原则：
1、开闭原则（Open Close Principle）
开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。
2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科
3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。
5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。
6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。
创建型模式包括单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式以及原型模式。
单例模式
应用场合：
在一个JVM中，该对象只需有一个实例存在
特点：
- 对于创建频繁的大型对象可以降低系统开销
- 减轻GC压力(Garbage collection)
- 安全（核心交易引擎）
实现方式：
- 加载类时直接创建类的实例（性能提前消耗 浪费）
public class Singleton {
private Singleton(){};
private static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}- 调用获取方法时创建实例（synchronized）
public class Singleton {
private Singleton(){};
private static Singleton instance ;
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized(Singleton.class){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}- 调用获取方法时创建实例（静态内部类第一次被使用时才会被装载）
public class Singleton {
private Singleton(){};
private static class SingleTonBuilder{
private static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return SingleTonBuilder.instance;
}
}总结：
工厂方法模式
应用场合：
大量产品需要创建，这些产品通常有共同接口。
特点：
节省生产产品的代码量，统一化规范管理产品。
实现方式：
- 静态工厂方法模式
//产品接口
public interface Sender {
public void send();
}//产品一
public class MailSender implements Sender{
@Override
public void send() {
System.out.println("this is mailsender!");
}
}//产品二
public class SmsSender implements Sender{
@Override
public void send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}//生产产品的工厂
public class SendFactory {
public static Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public static Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}//通过工厂获得产品
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Sender sender = SendFactory.produceSms();
sender.send();
}
}- 缺点：增加新产品时必须对类进行，违背闭包原则。 所以引入抽象工厂模式。
抽象工厂模式
特点：
增加产品时，需要增加一个产品实现类 和 一个工厂。
实现方式：（上例中产品接口和产品实现类不变）
//专门生产MailSender产品的工厂
public class SendMailFactory implements Provider{
@Override
public Sender produce() {
return new MailSender();
}
}//专门生产SmsSender产品的工厂
public class SendSmsFactory implements Provider{
@Override
public Sender produce() {
return new SmsSender();
}
}//先获得产品对应的工厂 再获得产品
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Provider provider = new SendMailFactory();
Sender sender = provider.produce();
sender.send();
}
}建造者模式
应用场合：
需要生成的产品对象有复杂的内部结构；需要生成的产品对象的属性相互依赖；在对象创建过程中会使用到系统中的其他一些对象
特点：
在建造者模式里，用户不再直接指挥工厂去生产产品，而是与指导者联系，由指导者来管理工厂，指导者联系工厂最后得到产品。即建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程。
建造模式将复杂的内部创建封装在内部。
实现方式：
public interface Builder {
void buildPartA();
void buildPartB();
void buildPartC();
Product getResult();
}
//工厂
public class ConcreteBuilder implements Builder {
Part partA, partB, partC;
public void buildPartA() {
//这里是具体如何构建partA的代码
};
public void buildPartB() {
//这里是具体如何构建partB的代码
};
public void buildPartC() {
//这里是具体如何构建partB的代码
};
public Product getResult() {
//返回最后组装成品结果
};
}
//指导者（在此可实现复杂的内部创建过程）
public class Director {
private Builder builder;
public Director( Builder builder ) {
this.builder = builder;
}
public void construct() {
builder.buildPartA();
builder.buildPartB();
builder.buildPartC();
}
}
public interface Product { }
public interface Part { }
//用户联系指导者， 指导者指导工厂建造复杂产品
ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director( builder );
director.construct();
Product product = builder.getResult();原型模式
应用场合：
用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。
实现方式：
浅复制：将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。
深复制：将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。
//原型
public class Prototype implements Cloneable,Serializable{
public int a;
public int b[] =new int[2];
//浅复制
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
//深复制
public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
//写入当前对象的二进制流
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
//读出二进制流产生的新对象
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return ois.readObject();
}
}//浅复制测试
public class Test {
public static void c() throws CloneNotSupportedException{
Prototype p1 = new Prototype();
Prototype p2 = (Prototype) p1.clone();
p1.a = 1;
p2.a = 2;
p1.b[0]=1;
p1.b[1]=1;
p2.b[0]=2;
p2.b[1]=2;
System.out.println("p1:a :"+p1.a);
System.out.println("p2:a :"+p2.a);
System.out.println("p1:b[0] :"+p1.b[0]);
System.out.println("p1:b[1] :"+p1.b[1]);
System.out.println("p2:b[0] :"+p2.b[0]);
System.out.println("p2:b[1] :"+p2.b[1]);
System.out.println("p1 :"+p1);
System.out.println("p2 :"+p2);
System.out.println("new p :"+(Prototype) p1.clone());
}
public static void main(String[] args){
try {
c();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}浅复制测试结果：
//深复制测试
public class Test {
public static void c() throws IOException, ClassNotFoundException{
Prototype p1 = new Prototype();
Prototype p2 = (Prototype) p1.deepClone();
p1.a = 1;
p2.a = 2;
p1.b[0]=1;
p1.b[1]=1;
p2.b[0]=2;
p2.b[1]=2;
System.out.println("p1:a :"+p1.a);
System.out.println("p2:a :"+p2.a);
System.out.println("p1:b[0] :"+p1.b[0]);
System.out.println("p1:b[1] :"+p1.b[1]);
System.out.println("p2:b[0] :"+p2.b[0]);
System.out.println("p2:b[1] :"+p2.b[1]);
System.out.println("p1 :"+p1);
System.out.println("p2 :"+p2);
}
public static void main(String[] args){
try {
c();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}深复制测试结果：
