Java反射&设计模式

Java反射&设计模式

  • 反射机制
    • 什么是Java反射
    • 反射机制的作用
    • 反射机制的应用场景
    • 反射机制获取类的三种方法
    • 反射创建对象的方式
    • 反射创建api
    • 使用反射为类私有属性赋值
    • JDBC反射加载驱动
    • 禁止使用反射机制初始化
  • 设计模式
    • 设计模式分类
    • 设计模式的六大原则
      • 开闭原则(Open Close Principle)
      • 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
      • 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
      • 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
      • 迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)
      • 合成复用原则(Composite Reuse Principle)
    • 单例模式
      • 什么是单例
      • 单例应用场景
      • 单例优缺点
      • 单例创建方式
        • 饿汉式
        • 懒汉式
        • 静态内部类
        • 枚举方式
        • 双重检测锁
      • 单例防止反射漏洞攻击
      • 如何选择单例创建方式
    • 工厂模式
      • 什么是工厂模式
      • 工厂模式好处
      • 工厂模式分类
        • 简单工厂模式
        • 工厂方法模式
        • 抽象工厂模式
        • 总结
    • 代理模式
      • 什么是代理模式
      • 代理模式应用场景
      • 代理的分类
        • 静态代理
        • 动态代理
          • JDK动态代理
          • JDK动态代理原理&实现
          • CGLIB动态代理
      • CGLIB动态代理与JDK动态区别
    • 建造者模式
      • 建造者应用场景
      • 实际案例
    • 模板方法
      • 模板方法具体实现
      • 什么时候使用模板方法
    • 适配模式
      • 什么是适配器
      • 适配器分类
      • 适配器应用场景
    • 外观模式
      • 外观模式例子
    • 原型模式
      • 什么是原型模式
      • 原型模式应用场景
      • 原型模式分类
    • 装饰模式
      • 装饰模式案例
      • 装饰与代理区别
      • 装饰模式应用场景
    • 策略模式
      • 什么是策略模式
      • 策略模式应用场景
      • 策略模式代码
    • 观察者模式
      • 什么是观察者模式
      • 模式的职责
      • 模式的实现
      • 观察者模式应用场景

反射机制

什么是Java反射

就是正在运行,动态获取这个类的所有信息。

反射机制的作用

1,反编译:.class–>.java
2.通过反射机制访问java对象的属性,方法,构造方法等;

反射机制的应用场景

Jdbc 加载驱动-----
Spring IOC
框架

反射机制获取类的三种方法

		//第一种方式:  
		Classc1 = Class.forName("Employee");  
		//第二种方式:  
		//java中每个类型都有class 属性.  
		Classc2 = Employee.class;  
		//第三种方式:  
		//java语言中任何一个java对象都有getClass 方法  
		Employee e = new Employee();  
		Classc3 = e.getClass(); //c3是运行时类 (e的运行时类是Employee)

反射创建对象的方式

	Class<?> forName = Class.forName("com.it.entity.User");
	// 创建此Class 对象所表示的类的一个新实例 调用了User的无参数构造方法.
	Object newInstance = forName.newInstance();
	
	//实例化有参构造函数
	Class<?> forName = Class.forName("com.it.entity.User");
	Constructor<?> constructor = forName.getConstructor(String.class, String.class);
	User newInstance = (User) constructor.newInstance("123", "123");

反射创建api

getDeclaredMethods [] 获取该类的所有方法
getReturnType() 获取该类的返回值
getParameterTypes() 获取传入参数
getDeclaredFields() 获取该类的所有字段
setAccessible 允许访问私有成员(可用于反射攻击单例模式)

使用反射为类私有属性赋值

		// 为user对象私有属性赋值
		Class<?> classUser = Class.forName("com.itmayiedu.entity.User");
		// 获取到当前的所有属性
		Field[] fields = classUser.getDeclaredFields();
		for (Field field : fields) {
			System.out.println(field.getName());
		}
		// 获取当前所有的方法
		Method[] declaredMethods = classUser.getDeclaredMethods();
		for (Method method : declaredMethods) {
			System.out.println(method.getName());
		}
		// 初始化对象
		User user = (User) classUser.newInstance();
		Field declaredField = classUser.getDeclaredField("id");
		// 标记为true 允许反射赋值
		declaredField.setAccessible(true);
		declaredField.set(user, "20");
		System.out.println("使用反射机制给id赋值为:"+user.getId());

JDBC反射加载驱动

public class DemoJDBC {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 加载驱动类
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        // 通过DriverManager获取数据库连接
        String url = "jdbc:mysql://192.168.1.150/test";
        String user = "teamtalk";
        String password = "123456";
        Connection connection = (Connection) DriverManager.getConnection(url, user, password);
        PreparedStatement statement = (PreparedStatement) connection.prepareStatement("insert persion (name, age) value (?, ?)");
        statement.setString(1, "hdu");
        statement.setInt(2, 21);
        statement.executeUpdate();
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery("select * from persion");
        // 操作ResultSet结果集
        while (resultSet.next()) {
            // 第一种获取字段方式
            System.out.println(resultSet.getString(1) + " " + 
                    resultSet.getString(2) + " " + resultSet.getString(3));
        }
        // 关闭数据库连接
        resultSet.close();
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

禁止使用反射机制初始化

将构造函数为私有化

设计模式

设计模式分类

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

设计模式的六大原则

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。

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。

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

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

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

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

单例模式

什么是单例

保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点

单例应用场景

  1. Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式(这个很熟悉吧),想想看,是不是呢,你能打开两个windows task manager吗? 不信你自己试试看哦~
  2. windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
  3. 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
  4. 应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
  5. Web应用的配置对象的读取,一般也应用单例模式,这个是由于配置文件是共享的资源。
  6. 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池,主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗,这种效率上的损耗还是非常昂贵的,因为何用单例模式来维护,就可以大大降低这种损耗。
  7. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
  8. 操作系统的文件系统,也是大的单例模式实现的具体例子,一个操作系统只能有一个文件系统。
  9. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式,所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.

单例优缺点

优点

  1. 在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例.
  2. 单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
  3. 提供了对唯一实例的受控访问
  4. 由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以 节约系统资源,当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能
  5. 允许可变数目的实例
  6. 避免对共享资源的多重占用

缺点

  1. 不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。
  2. 由于单利模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难
  3. 单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”
  4. 滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。

单例创建方式

  1. 饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。
  2. 懒汉式: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。
  3. 静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点,真正需要对象的时候才会加载,加载类是线程安全的。
  4. 枚举单例: 使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、调用效率高,枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞, 缺点没有延迟加载。
  5. 双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因,可能会初始化多次,不推荐使用)

饿汉式

//饿汉式
public class SingletonDemo01 {
	// 类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高
	private static SingletonDemo01 singletonDemo01 = new SingletonDemo01();

	private SingletonDemo01() {
		System.out.println("SingletonDemo01初始化");
	}

	public static SingletonDemo01 getInstance() {
		System.out.println("getInstance");
		return singletonDemo01;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
	SingletonDemo01 s1 = SingletonDemo01.getInstance();
	SingletonDemo01 s2 = SingletonDemo01.getInstance();
	System.out.println(s1 == s2);
	}
}

懒汉式

//懒汉式
public class SingletonDemo02 {

	//类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象。
	private static SingletonDemo02 singletonDemo02;

	private SingletonDemo02() {
   
	}

	public synchronized static SingletonDemo02 getInstance() {
		if (singletonDemo02 == null) {
			singletonDemo02 = new SingletonDemo02();
		}
		return singletonDemo02;
	}

	public static void main(String[] args) {
		SingletonDemo02 s1 = SingletonDemo02.getInstance();
		SingletonDemo02 s2 = SingletonDemo02.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

静态内部类

// 静态内部类方式
public class SingletonDemo03 {
	private SingletonDemo03() {
           System.out.println("初始化..");
	}

	public static class SingletonClassInstance {
		private static final SingletonDemo03 singletonDemo03 = new SingletonDemo03();
	}

	// 方法没有同步
	public static SingletonDemo03 getInstance() {
		System.out.println("getInstance");
		return SingletonClassInstance.singletonDemo03;
	}

	public static void main(String[] args) {
		SingletonDemo03 s1 = SingletonDemo03.getInstance();
		SingletonDemo03 s2 = SingletonDemo03.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

优势兼顾了懒汉模式的内存优化(使用时才初始化)以及饿汉模式的安全性(不会被反射入侵)。

劣势:需要两个类去做到这一点,虽然不会创建静态内部类的对象,但是其 Class 对象还是会被创建,而且是属于永久带的对象。

枚举方式

枚举本身是单例的,一般用于项目中定义常量。

enum UserEnum {
	HTTP_200(200, "请求成功"),HTTP_500(500,"请求失败");
	
	private Integer code;
	private String name;

	UserEnum(Integer code, String name) {
		this.code = code;
		this.name = name;
	}

	public Integer getCode() {
		return code;
	}

	public void setCode(Integer code) {
		this.code = code;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

public class TestEnum {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(UserEnum.HTTP_500.getCode());
	}
}

使用枚举实现单例模式
优点:实现简单、枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免

//使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞 缺点没有延迟加载
public class User {
	public static User getInstance() {
		return SingletonDemo04.INSTANCE.getInstance();
	}

	private static enum SingletonDemo04 {
		INSTANCE;
		// 枚举元素为单例
		private User user;

		private SingletonDemo04() {
			System.out.println("SingletonDemo04");
			user = new User();
		}

		public User getInstance() {
			return user;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		User u1 = User.getInstance();
		User u2 = User.getInstance();
		System.out.println(u1 == u2);
	}
}

双重检测锁

public class SingletonDemo04 {
	private SingletonDemo04 singletonDemo04;

	private SingletonDemo04() {

	}

	public SingletonDemo04 getInstance() {
		if (singletonDemo04 == null) {
			synchronized (this) {
				if (singletonDemo04 == null) {
					singletonDemo04 = new SingletonDemo04();
				}
			}
		}
		return singletonDemo04;
	}
}

单例防止反射漏洞攻击

在构造函数中,只能允许初始化化一次即可。

private static boolean flag = false;

	private SingletonDemo04() {
		if (flag == false) {
			flag = !flag;
		} else {
			throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");
		}
	}
	public static void main(String[] args) {

	}

如何选择单例创建方式

如果不需要延迟加载单例,可以使用枚举或者饿汉式,相对来说 枚举性好于饿汉式
如果需要延迟加载,可以使用静态内部类或者懒韩式,相对来说 静态内部类好于懒韩式
(推荐选择:延迟加载选择静态内部类; 不延迟加载选择枚举单例模式)

工厂模式

什么是工厂模式

实现了创建者和调用者分离.
工厂模式分为简单工厂工厂方法抽象工厂模式

工厂模式好处

  1. 工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了,是用工厂方法代替new操作的一种模式。
  2. 利用工厂模式可以降低程序的耦合性,为后期的维护修改提供了很大的便利。
  3. 将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。
  4. 工厂与容器概念

工厂模式分类

简单工厂模式

简单工厂模式相当于是一个工厂中有各种产品,创建在一个类中,客户无需知道具体产品的名称,只需要知道产品类所对应的参数即可。但是工厂的职责过重,而且当类型过多时不利于系统的扩展维护
Java反射&设计模式_第1张图片

public interface Car {
	public void run();
}

public class AoDi implements Car {
	public void run() {
		System.out.println("我是奥迪汽车..");
	}
}

public class JiLi implements Car {

	public void run() {
		System.out.println("我是吉利汽车...");
	}
}

public class CarFactory {

	 public static Car createCar(String name) {
		if (StringUtils.isEmpty(name)) {
             return null;
		}
		if(name.equals("奥迪")){
			return new AoDi();
		}
		if(name.equals("吉利")){
			return new JiLi();
		}
		return null;
	}
}

public class Client01 {

	public static void main(String[] args) {
		Car aodi  =CarFactory.createCar("奥迪");
		Car jili  =CarFactory.createCar("吉利");
		aodi.run();
		jili.run();
	}
}

单工厂的优点/缺点
优点: 简单工厂模式能够根据外界给定的信息,决定究竟应该创建哪个具体类的对象。明确区分了各自的职责和权力,有利于整个软件体系结构的优化。
缺点: 很明显工厂类集中了所有实例的创建逻辑,容易违反GRASPR的高内聚的责任分配原则.

工厂方法模式

工厂方法模式Factory Method,又称多态性工厂模式。在工厂方法模式中,核心的工厂类不再负责所有的产品的创建,而是将具体创建的工作交给子类去做。该核心类成为一个抽象工厂角色,仅负责给出具体工厂子类必须实现的接口,而不接触哪一个产品类应当被实例化这种细节。

public interface Car {
	public void run();
}

public class AoDi implements Car {
	public void run() {
		System.out.println("我是奥迪汽车..");
	}
}

public class JiLi implements Car {

	public void run() {
		System.out.println("我是吉利汽车...");
	}
}

public class JiLiFactory implements CarFactory {

	public Car createCar() {
		return new JiLi();
	}
}

public class AoDiFactory implements CarFactory {

	public Car createCar() {
		return new AoDi();
	}
}

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		Car aodi = new AoDiFactory().createCar();
		Car jili = new JiLiFactory().createCar();
		aodi.run();
		jili.run();
	}
}

抽象工厂模式

抽象工厂简单地说是工厂的工厂,抽象工厂可以创建具体工厂,由具体工厂来产生具体产品。
Java反射&设计模式_第2张图片
Java反射&设计模式_第3张图片

//发动机
public interface Engine {

	void run();

	void start();
}

class EngineA implements Engine {

	public void run() {
      System.out.println("转的快!");
	}

	public void start() {
		 System.out.println("启动快,自动档");
	}
}

class EngineB implements Engine {

	public void run() {
      System.out.println("转的慢!");
	}

	public void start() {
		 System.out.println("启动快,手动档");
	}
}

//座椅
public interface Chair {
	   void run();
}

 class ChairA implements Chair{

	public void run() {
		System.out.println("可以自动加热!");
	}
}
 class ChairB implements Chair{

	public void run() {
		System.out.println("不能加热!");
	}
}

public interface CarFactory {
	// 创建发动机
	Engine createEngine();
	// 创建座椅
	Chair createChair();
}

public class JiLiFactory implements CarFactory  {

	public Engine createEngine() {
	
		return new EngineA();
	}

	public Chair createChair() {
		
		return new ChairA();
	}
}
public class Client002 {

	 public static void main(String[] args) {
		CarFactory carFactory=new JiLiFactory();
		Engine engine=carFactory.createEngine();
		engine.run();
		engine.start();
	}
}

总结

简单工厂 : 用来生产同一等级结构中的任意产品。(不支持拓展增加产品)

工厂方法 :用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持拓展增加产品)

抽象工厂 :用来生产不同产品族的全部产品。(不支持拓展增加产品;支持增加产品族)

代理模式

什么是代理模式

通过代理控制对象的访问,可以详细访问某个对象的方法,在这个方法调用处理,或调用后处理。既(AOP微实现) ,AOP核心技术面向切面编程。

Java反射&设计模式_第4张图片

代理模式应用场景

SpringAOP、事物原理、日志打印、权限控制、远程调用、安全代理 可以隐蔽真实角色

代理的分类

静态代理(静态定义代理类)

动态代理(动态生成代理类)

  • Jdk自带动态代理
  • Cglib 、javaassist(字节码操作库)

静态代理

由程序员创建或工具生成代理类的源码,再编译代理类。所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和委托类的关系在运行前就确定了。

public interface IUserDao {
	void save();
}

public class UserDao implements IUserDao {
	public void save() {
		System.out.println("已经保存数据...");
	}
}

//代理类
public class UserDaoProxy implements IUserDao {
	private IUserDao target;

	public UserDaoProxy(IUserDao iuserDao) {
		this.target = iuserDao;
	}

	public void save() {
		System.out.println("开启事物...");
		target.save();
		System.out.println("关闭事物...");
	}
}

动态代理

JDK动态代理
  1. 代理对象,不需要实现接口
  2. 代理对象的生成,是利用JDK的API,动态的在内存中构建代理对象(需要我们指定创建代理对象/目标对象实现的接口的类型)
  3. 动态代理也叫做:JDK代理,接口代理
JDK动态代理原理&实现
  1. 原理:是根据类加载器和接口创建代理类(此代理类是接口的实现类,所以必须使用接口 面向接口生成代理,位于java.lang.reflect包下)
  2. 实现方式:
    a. 通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器 IvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(…);
    b. 通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface创建动态代理类Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{…});
    c. 通过反射机制获取动态代理类的构造函数,其参数类型是调用处理器接口类型Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class});
    d. 通过构造函数创建代理类实例,此时需将调用处理器对象作为参数被传入Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] (handler));

缺点:jdk动态代理,必须是面向接口,目标业务类必须实现接口

// 每次生成动态代理类对象时,实现了InvocationHandler接口的调用处理器对象 
public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {
	private Object target;// 这其实业务实现类对象,用来调用具体的业务方法
	// 通过构造函数传入目标对象
	public InvocationHandlerImpl(Object target) {
		this.target = target;
	}

	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		Object result = null;
		System.out.println("调用开始处理");
		result = method.invoke(target, args);
		System.out.println("调用结束处理");
		return result;
	}

	public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException,
			IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		// 被代理对象
		IUserDao userDao = new UserDao();
		InvocationHandlerImpl invocationHandlerImpl = new InvocationHandlerImpl(userDao);
		ClassLoader loader = userDao.getClass().getClassLoader();
		Class<?>[] interfaces = userDao.getClass().getInterfaces();
		// 主要装载器、一组接口及调用处理动态代理实例
		IUserDao newProxyInstance = (IUserDao) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, invocationHandlerImpl);
		newProxyInstance.save();
	}
}
CGLIB动态代理

**原理:**利用asm开源包,对代理对象类的class文件加载进来,通过修改其字节码生成子类来处理。
使用cglib[Code Generation Library]实现动态代理,并不要求委托类必须实现接口,底层采用asm字节码生成框架生成代理类的字节码.

 public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
	private Object targetObject;
	// 这里的目标类型为Object,则可以接受任意一种参数作为被代理类,实现了动态代理
	public Object getInstance(Object target) {
		// 设置需要创建子类的类
		this.targetObject = target;
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		enhancer.setSuperclass(target.getClass());
		enhancer.setCallback(this);
		return enhancer.create();
	}

	public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
		System.out.println("开启事物");
		Object result = proxy.invoke(targetObject, args);
		System.out.println("关闭事物");
		// 返回代理对象
		return result;
	}
	public static void main(String[] args) {
		CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
		UserDao userDao = (UserDao) cglibProxy.getInstance(new UserDao());
		userDao.save();
	}
}

CGLIB动态代理与JDK动态区别

java动态代理是利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类,在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理。

cglib动态代理是利用asm开源包,对代理对象类的class文件加载进来,通过修改其字节码生成子类来处理

Spring中。

  1. 如果目标对象实现了接口,默认情况下会采用JDK的动态代理实现AOP
  2. 如果目标对象实现了接口,可以强制使用CGLIB实现AOP
  3. 如果目标对象没有实现了接口,必须采用CGLIB库,spring会自动在JDK动态代理和CGLIB之间转换
    JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类 。
    CGLIB是针对类实现代理,主要是对指定的类生成一个子类,覆盖其中的方法 。
    因为是继承,所以该类或方法最好不要声明成final ,final可以阻止继承和多态。

建造者模式

Java反射&设计模式_第5张图片
建造者模式: 是将一个复杂的对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
工厂类模式提供的是创建单个类的模式,而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理,用来创建复合对象,所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性,其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来得到的。
建造者模式通常包括下面几个角色:

  1. Builder:给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
  2. ConcreteBuilder:实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。
  3. Director:调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
  4. Product:要创建的复杂对象。

建造者应用场景

  1. 去肯德基,汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的,而其组合是经常变化的,生成出所谓的"套餐"。
  2. JAVA 中的 StringBuilder。

使用场景:

  1. 需要生成的对象具有复杂的内部结构。
  2. 需要生成的对象内部属性本身相互依赖。

与工厂模式的区别是: 建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

实际案例

这里以游戏开发中人物的构造过程为例。在游戏中创建一个形象时,需要对每个部位进行创建。简化而言,需要创建头部,身体和四肢。
建立一个人物对象Person

public class Person {

	private String head;
	private String body;
	private String foot;

	public String getHead() {
		return head;
	}

	public void setHead(String head) {
		this.head = head;
	}

	public String getBody() {
		return body;
	}

	public void setBody(String body) {
		this.body = body;
	}

	public String getFoot() {
		return foot;
	}

	public void setFoot(String foot) {
		this.foot = foot;
	}
}

Builder(给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建)

public interface PersonBuilder {

	void builderHead();

	void builderBody();

	void builderFoot();

	Person BuilderPersion(); //组装
}

ConcreteBuilder(实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例)

public class ManBuilder implements PersonBuilder {
	private Person person;

	public ManBuilder() {
		person = new Person();//创建一个Person实例,用于调用set方法
	}

	public void builderHead() {
		person.setHead("建造者头部分");
	}

	public void builderBody() {
		person.setBody("建造者身体部分");
	}

	public void builderFoot() {
		person.setFoot("建造者头四肢部分");
	}

	public Person BuilderPersion() {
		return person;
	}
}

Director(调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建)

public class PersonDirector {

	public Person constructPerson(PersonBuilder pb) {
		pb.builderHead();
		pb.builderBody();
		pb.builderFoot();
		return pb.BuilderPersion();
	}

	public static void main(String[] args) {
		PersonDirector pb = new PersonDirector();
		Person person = pb.constructPerson(new ManBuilder());
		System.out.println(person.getHead());
		System.out.println(person.getBody());
		System.out.println(person.getFoot());
	}
}

模板方法

模板方法模式: 定义一个操作中的算法骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的
重复代码全部在父类里面,不同业务的,抽取给子类进行实现。抽取过程—抽象方法。
某些特定步骤。
核心: 处理某个流程的代码已经都具备,但是其中某个节点的代码暂时不能确定。因此,我们采用工厂方法模式,将这个节点的代码实现转移给
子类完成。即:处理步骤在父类中定义好,具体的实现延迟到子类中定义。
说白了,就是将一些相同操作的代码,封装成一个算法的骨架。核心的部分留在子类中操作,在父类中只把那些骨架做好。
例如:
1.去银行办业务,银行给我们提供了一个模板就是:先取号,排对,办理业务(核心部分我们子类完成),给客服人员评分,完毕。
这里办理业务是属于子类来完成的,其他的取号,排队,评分则是一个模板。
2.去餐厅吃饭,餐厅给提供的一套模板就是:先点餐,等待,吃饭(核心部分我们子类完成),买单
这里吃饭是属于子类来完成的,其他的点餐,买单则是餐厅提供给我们客户的一个模板。
Java反射&设计模式_第6张图片

模板方法具体实现

//模板方法
public abstract class BankTemplateMethod {

	// 1.取号排队
	public void takeNumber() {
		System.out.println("取号排队。。");
	}

	// 2.每个子类不同的业务实现,由各自子类实现.
	abstract void transact();

	// 3.评价
	public void evaluate() {
          System.out.println("反馈评价..");
	}
	
	public void process(){
		takeNumber();
		transact();
		evaluate();
	}
}

public class DrawMoney extends BankTemplateMethod {
	@Override
	void transact() {
		System.out.println("我要取款");
	}
}

public class Client {

	 public static void main(String[] args) {
		 BankTemplateMethod bankTemplate=new DrawMoney();
		 bankTemplate.process();
	}
	
}

匿名内部类方式

BankTemplateMethod bankTemplateMethod=new BankTemplateMethod() {
			
			@Override
			void transact() {
				System.out.println("我要存钱.");
				
			}
		};
		bankTemplateMethod.process();

什么时候使用模板方法

实现一些操作时,整体步骤很固定,但是呢。就是其中一小部分容易变,这时候可以使用模板方法模式,将容易变的部分抽象出来,供子类实现。

数据库访问的封装、Junit单元测试、servlet中关于doGet/doPost方法的调用、Hibernate中模板程序、spring中JDBCTemplate,HibernateTemplate等等

适配模式

什么是适配器

在设计模式中,适配器模式(英语:adapter pattern) 有时候也称包装样式或者包装(wrapper)。将一个类的接口转接成用户所期待的。一个适配使得因接口不兼容而不能在一起工作的类工作在一起,做法是将类自己的接口包裹在一个已存在的类中。

适配器分类

适配器分为,类适配器对象适配接口适配方式

类适配器方式采用继承方式,对象适配方式使用构造函数传递

适配器案例
我们就拿日本电饭煲的例子进行说明,日本电饭煲电源接口标准是110V电压,而中国标准电压接口是220V,所以要想在中国用日本电饭煲,需要一个电源转换器。

定义日本和中国两种接口及其实现
日本220V电源接口

//日本110V 电源接口
public interface JP110VInterface {

	public void connect();

}

110V电源接口实现

public class JP110VInterfaceImpl implements JP110VInterface {

	@Override
	public void connect() {
       System.out.println("日本110V,接通电源,开始工作..");
	}
}

定义中国220V电源接口和实现

public interface CN220VInterface {
	public void connect();
}

public class CN220VInterfaceImpl implements CN220VInterface {

	@Override
	public void connect() {
	 	System.out.println("中国220V,接通电源,开始工作");	
	}
}

定义一个110V电饭煲

public class ElectricCooker {

	private JP110VInterface jp110VInterface;//日本电饭煲
	ElectricCooker(JP110VInterface jp110VInterface){
		 this.jp110VInterface=jp110VInterface;
	}
	
	public void cook(){
		jp110VInterface.connect();
		System.out.println("开始做饭了..");
	}
}

定义一个电压适配器

public class PowerAdaptor implements JP110VInterface {
	private CN220VInterface cn220VInterface;

	public PowerAdaptor(CN220VInterface cn220VInterface) {
		this.cn220VInterface = cn220VInterface;
	}

	@Override
	public void connect() {
		cn220VInterface.connect();
	}
}

测试开始运行

public class AdaptorTest {

	public static void main(String[] args) {
		CN220VInterface cn220VInterface = new CN220VInterfaceImpl();
		PowerAdaptor powerAdaptor = new PowerAdaptor(cn220VInterface);
		// 电饭煲
		ElectricCooker cooker = new ElectricCooker(powerAdaptor);
		cooker.cook();//使用了适配器,在220V的环境可以工作了。
	}
}

适配器应用场景

我们根据上面的适配器的特点的介绍中,我们来分析下适配器模式的几类比较适用的使用场景:

  1. 我们在使用第三方的类库,或者说第三方的API的时候,我们通过适配器转换来满足现有系统的使用需求。
  2. 我们的旧系统与新系统进行集成的时候,我们发现旧系统的数据无法满足新系统的需求,那么这个时候,我们可能需要适配器,完成调用需求。
  3. 我们在使用不同数据库之间进行数据同步。(我这里只是分析的是通过程序来说实现的时候的情况。还有其他的很多种方式[数据库同步])。

OutputStreamWriter:是Writer的子类,将输出的字符流变为字节流,即:将一个字符流的输出对象变为字节流的输出对象。
InputStreamReader:是Reader的子类,将输入的字节流变为字符流,即:将一个字节流的输入对象变为字符流的输入对象。
SpringMVC 适配器

外观模式

外观模式(Facade Pattern)门面模式,隐藏系统的复杂性,并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式,它向现有的系统添加一个接口,来隐藏系统的复杂性。
这种模式涉及到一个单一的类,该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。
Java反射&设计模式_第7张图片

外观模式例子

用户注册完之后,需要调用阿里短信接口、邮件接口、微信推送接口。

public interface EamilSmsService {
	  public void sendSms();	
}

public class EamilSmsServiceImpl implements   EamilSmsService{
	public void sendSms() {
		System.out.println("发送邮件消息");
		
	}
}

//微信消息推送
public interface WeiXinSmsService {
  public void sendSms();	
}

public class EamilSmsServiceImpl implements   EamilSmsService{

	@Override
	public void sendSms() {
		System.out.println("发送邮件消息");
		
	}

}

//阿里短信消息
public interface AliSmsService {
	public void sendSms();
}

public class AliSmsServiceImpl implements AliSmsService {

	@Override
	public void sendSms() {
     System.out.println("支付宝发送消息...");
	}
}
	
//门面类
public class Computer {
	AliSmsService aliSmsService;
	EamilSmsService eamilSmsService;
	WeiXinSmsService weiXinSmsService;

	public Computer() {
		aliSmsService = new AliSmsServiceImpl();
		eamilSmsService = new EamilSmsServiceImpl();
		weiXinSmsService = new WeiXinSmsServiceImpl();
	}

	public void sendMsg() {
		aliSmsService.sendSms();
		eamilSmsService.sendSms();
		weiXinSmsService.sendSms();

	}
}

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// AliSmsService aliSmsService= new AliSmsServiceImpl();
		// EamilSmsService eamilSmsService= new EamilSmsServiceImpl();
		// WeiXinSmsService weiXinSmsService= new WeiXinSmsServiceImpl();
		// aliSmsService.sendSms();
		// eamilSmsService.sendSms();
		// weiXinSmsService.sendSms();
		new Computer().sendMsg();
	}

}

原型模式

什么是原型模式

克隆(clone)
原型模式是一个创建型的模式。原型二字表明了改模式应该有一个样板实例,用户从这个样板对象中复制一个内部属性一致的对象,这个过程也就是我们称的 “克隆”被复制的实例就是我们所称的“原型”,这个原型是可定制的。原型模式多用于创建复杂的或者构造耗时的实例,因为这种情况下,复制一个已经存在的实例可使程序运行更高效。

原型模式应用场景

  1. 类初始化需要消化非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等,通过原型拷贝避免这些消耗。
  2. 通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限,这时可以使用原型模式。
  3. 一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用,即保护性拷贝。
    Spring框架中的多例就是使用原型。

原型模式主要用于对象的复制,它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件:
  1. 实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口,它的作用只有一个,就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中,只有实现了这个接口的类才可以被拷贝,否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
  2. 重写Object类中的clone方法。Java中,所有类的父类都是Object类,Object类中有一个clone方法,作用是返回对象的一个拷贝,但是其作用域protected类型的,一般的类无法调用,因此Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。

原型模式分类

浅拷贝深拷贝
浅复制 —-只是拷贝了基本类型的数据,而引用类型数据,复制后也是会发生引用,我们把这种拷贝叫做“(浅复制)浅拷贝”,换句话说,浅复制仅仅是指向被复制的内存地址,如果原地址中对象被改变了,那么浅复制出来的对象也会相应改变。

深复制 —-在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。

/*
 * 书本类型,扮演的是ConcretePrototype角色,而Cloneable扮演Prototype角色
 */
public class Book implements Cloneable {

	private String title;// 标题
	private ArrayList<String> image = new ArrayList<String>();// 图片名列表

	public Book() {
		super();
	}

	/**
	 * 重写拷贝方法
	 */
	@Override
	protected Book clone() {
		try {
			Book book = (Book) super.clone();//
			book.image=(ArrayList<String>)this.image.clone();//深复制
			return book;
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	public ArrayList<String> getImage() {
		return image;
	}

	public void addImage(String img) {
		this.image.add(img);
	}

	public String getTitle() {
		return title;
	}

	public void setTitle(String title) {
		this.title = title;
	}

	/**
	 * 打印内容
	 */
	public void showBook() {
		System.out.println("----------------------Start----------------------");

		System.out.println("title:" + title);
		for (String img : image) {
			System.out.println("image name:" + img);
		}

		System.out.println("----------------------End----------------------");
	}
}

//客户端代码
public class Client02 {

	public static void main(String[] args) {
		Book book1 = new Book();
		book1.setTitle("书1");
		book1.addImage("图1");
		book1.showBook();
		//以原型方式拷貝一份
		Book book2 = book1.clone();
		book2.showBook();
		book2.setTitle("书2");
		book2.addImage("圖2");
		book2.showBook();
		//再次还原打印书本
		book1.showBook();
		}
}

装饰模式

装饰器模式,也成为包装模式,顾名思义,就是对已经存在的某些类进行装饰,以此来扩展一些功能。
Java反射&设计模式_第8张图片
Component为统一接口,也是装饰类和被装饰类的基本类型。

ConcreteComponent为具体实现类,也是被装饰类,他本身是个具有一些功能的完整的类。

Decorator是装饰类,实现了Component接口的同时还在内部维护了一个ConcreteComponent的实例,并可以通过构造函数初始化。而Decorator本身,通常采用默认实现,他的存在仅仅是一个声明:我要生产出一些用于装饰的子类了。而其子类才是赋有具体装饰效果的装饰产品类。

ConcreteDecorator是具体的装饰产品类,每一种装饰产品都具有特定的装饰效果。可以通过构造器声明装饰哪种类型的ConcreteComponent,从而对其进行装饰。

装饰模式案例

//房屋基础接口
public interface House {
	 void run();
}
//房屋装饰类
public class HouseDecorate implements House {
   private House house;
   public HouseDecorate(House house){
	  this.house=house;
   }
	@Override
	public void run() {
		house.run();
	}

}
public class HouseDecorateImpl extends HouseDecorate {

	public HouseDecorateImpl(House house) {
		super(house);

	}

	@Override
	public void run() {
		super.run();
		System.out.println("贴上墙纸..");
	}

}
客户端调用
public class ClientTest {

	public static void main(String[] args) {
		HouseImpl houseImpl = new HouseImpl();
		houseImpl.run();
		System.out.println("###新增贴上墙纸..###");
		HouseDecorate houseDecorate = new HouseDecorateImpl(houseImpl);
		houseDecorate.run();
	}
}

装饰与代理区别

装饰器模式关注于在一个对象上动态的添加方法,然而代理模式关注于控制对对象的访问。换句话 说,用代理模式,代理类(proxy class)可以对它的客户隐藏一个对象的具体信息。因此,当使用代理模式的时候,我们常常在一个代理类中创建一个对象的实例。并且,当我们使用装饰器模式的时候,我们通常的做法是将原始对象作为一个参数传给装饰者的构造器。
装饰者模式实现增强的叠加,而代理模式仅仅是对一个方法的增强。

装饰模式应用场景

在IO中,具体构件角色是节点流,装饰角色是过滤流。
FilterInputStream和FilterOutputStream是装饰角色,而其他派生自它们的类则是具体装饰角色。
DataoutputStream out=new DataoutputStream(new FileoutputStream());
这就是 装饰者模式,DataoutputStream是装饰者子类,FileoutputStream是实现接口的子类。
这里不会调用到装饰者类–FilteroutputStream,只是作为继承的另一种方案,对客户端来说是透明的,是为了功能的扩张.

策略模式

什么是策略模式

定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,而且使它们还可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。

策略模式由三种角色组成
策略接口、不同策略的实现、策略执行容器

策略模式应用场景

策略模式的用意是针对一组算法或逻辑,将每一个算法或逻辑封装到具有共同接口的独立的类中,从而使得它们之间可以相互替换。策略模式使得算法或逻辑可以在不影响到客户端的情况下发生变化。说到策略模式就不得不提及OCP(Open Closed Principle) 开闭原则,即对扩展开放,对修改关闭。策略模式的出现很好地诠释了开闭原则,有效地减少了分支语句。

策略模式代码

此代码通过模拟不同会员购物车打折力度不同分为三种策略,初级会员,中级会员,高级会员。

//策略模式 定义抽象方法 所有支持公共接口
abstract class Strategy {

	// 算法方法
	abstract void algorithmInterface();

}

class StrategyA extends Strategy {

	@Override
	void algorithmInterface() {
		System.out.println("算法A");

	}

}

class StrategyB extends Strategy {

	@Override
	void algorithmInterface() {
		System.out.println("算法B");

	}

}

class StrategyC extends Strategy {

	@Override
	void algorithmInterface() {
		System.out.println("算法C");

	}

}
// 使用上下文维护算法策略

class Context {

	Strategy strategy;

	public Context(Strategy strategy) {
		this.strategy = strategy;
	}

	public void algorithmInterface() {
		strategy.algorithmInterface();
	}

}

class ClientTestStrategy {
	public static void main(String[] args) {
		Context context;
		context = new Context(new StrategyA());
		context.algorithmInterface();
		context = new Context(new StrategyB());
		context.algorithmInterface();
		context = new Context(new StrategyC());
		context.algorithmInterface();

	}
}

观察者模式

什么是观察者模式

观察者模式(Observer),是一种行为性模型,行为型模式关注的是系统中对象之间的相互交互,解决系统在运行时对象之间的相互通信和协作,进一步明确对象的职责。相比来说,创建型模式关注对象的创建过程,结构型模式关注对象和类的组合关系。

模式的职责

观察者模式主要用于1对N的通知。当一个对象的状态变化时,他需要及时告知一系列对象,令他们做出相应。
实现有两种方式
推: 每次都会把通知以广播的方式发送给所有观察者,所有的观察者只能被动接收。
拉: 观察者只要知道有情况即可,至于什么时候获取内容,获取什么内容,都可以自主决定。

模式的实现

//观察者的接口,用来存放观察者共有方法
public interface Observer {
   // 观察者方法
	void update(String msg);
}

public class ObserverImpl{
	private String msg;
	//get/set ....
	public void update(String msg){
		this.msg = msg;
	}
}

//观察对象的父类
public abstract class Subjecct {
	//观察者的存储集合
	private List<Observer> list = new ArrayList<>();

	// 注册观察者方法
	public void registerObserver(Observer obs) {
		list.add(obs);
	}
    // 删除观察者方法
	public void removeObserver(Observer obs) {
		list.remove(obs);
		this.notifyAllObserver();
	}

	// 通知所有的观察者更新
	public void notifyAllObserver(); 
}
//具体观察者对象的实现
public class RealObserver extends Subjecct {
    //被观察对象的属性
	 private String msg;
	 public String getMsg(){
		 return msg;
	 }
	 public void  setState(String msg){
		 this.msg=msg;
		 //主题对象(目标对象)值发生改变
		 this.notifyAllObserver();
	 }
	public void notifyAllObserver(){
			for (Observer observer : list) {
				observer.update(msg);
			}
	}
}

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// 目标对象
		RealObserver subject = new RealObserver();
		// 创建多个观察者
		ObserverA obs1 = new ObserverA();
		ObserverA obs2 = new ObserverA();
		ObserverA obs3 = new ObserverA();
		// 注册到观察队列中
		subject.registerObserver(obs1);
		subject.registerObserver(obs2);
		subject.registerObserver(obs3);
		// 改变msg
		subject.setMsg("被观察对象消息 - 1.0");
		System.out.println(obs1.getMyMsg());
		System.out.println(obs2.getMyMsg());
		System.out.println(obs3.getMyMsg());
		// 改变msg
		subject.setMsg("被观察对象消息 - 2.0");
		System.out.println(obs1.getMyMsg());
		System.out.println(obs2.getMyMsg());
		System.out.println(obs3.getMyMsg());
	}
}

观察者模式应用场景

关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系。
事件多级触发场景。
跨系统的消息交换场景,如消息队列事件总线的处理机制

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