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Java设计模式
单例设计模式有了解吗?单例懒汉跟饱汉有什么区别?
要怎么写一个线程安全的饿汉模式?
单例模式
工厂模式
代理模式
建造者模式
模板方法模式
外观模式
原型模式
策略模式
观察者模式
Java设计模式
1.工厂模式:创建一个工厂接口和创建多个工厂实现类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。
2.单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。
通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
3.模板方法模式：一个抽象类中，有一个主方法，再定义1…n个方法，可以是抽象的，
也可以是实际的方法，定义一个类，继承该抽象类，重写抽象方法，通过调用抽象类，实现对子类的调用
4.代理模式:就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作
5.策略模式: 定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使他们可以相互替换，且算法的变化不会影响到使用算法的客户。
需要设计一个接口，为一系列实现类提供统一的方法，多个实现类实现该接口，设计一个抽象类（可有可无，属于辅助类），提供辅助函数
6.观察者模式:当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！对象之间是一种一对多的关系。
单例设计模式有了解吗?单例懒汉跟饱汉有什么区别?
a.单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。
通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
b.立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕（不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。
很着急的样子，故又被称为“饿汉模式”），常见的实现办法就是直接new实例化。
c.延迟加载就是调用get()方法时实例才被创建（先不急着实例化出对象，等要用的时候才给你创建出来。
不着急，故又称为“懒汉模式”），常见的实现方法就是在get方法中进行new实例化。
要怎么写一个线程安全的饿汉模式?
用双重锁,同步方法+同步代码块
单例模式
1.什么是单例
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
2.那些地方用到了单例模式
网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
应用程序的日志应用，一般都是单例模式实现，只有一个实例去操作才好，否则内容不好追加显示。
多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，因为线程池要方便对池中的线程进行控制
Windows的（任务管理器）就是很典型的单例模式，他不能打开俩个
windows的（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站只维护一个实例。
3.单例优缺点
优点：
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
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。
提供了对唯一实例的受控访问。
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。
允许可变数目的实例。
避免对共享资源的多重占用。
缺点：
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。
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。
单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。
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。
4.单例模式使用注意事项：
使用时不能用反射模式创建单例，否则会实例化一个新的对象
使用懒单例模式时注意线程安全问题
饿单例模式和懒单例模式构造方法都是私有的，因而是不能被继承的，有些单例模式可以被继承（如登记式模式）
5.单例防止反射漏洞攻击
private static boolean flag = false;
private Singleton() {
if (flag == false) {
flag = !flag;
} else {
throw new RuntimeException("单例模式被侵犯！");
}
}
6.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汉式，相对来说静态内部类好于懒韩式。
最好使用饿汉式
7.单例创建方式（主要使用懒汉和懒汉式）
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。
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。
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。
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。
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)
1.饿汉式
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。
//饿汉式
public class Demo1 {
// 类初始化时,会立即加载该对象，线程安全,调用效率高
private static Demo1 demo1 = new Demo1();
private Demo1() {
System.out.println("私有Demo1构造参数初始化");
}
public static Demo1 getInstance() {
return demo1;
}
public static void main(String[] args) {
Demo1 s1 = Demo1.getInstance();
Demo1 s2 = Demo1.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
2.懒汉式
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。
public class Demo2 {
//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 Demo2 demo2;
private Demo2() {
System.out.println("私有Demo2构造参数初始化");
}
public synchronized static Demo2 getInstance() {
if (demo2 == null) {
demo2 = new Demo2();
}
return demo2;
}
public static void main(String[] args) {
Demo2 s1 = Demo2.getInstance();
Demo2 s2 = Demo2.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
3.静态内部类
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。
// 静态内部类方式
public class Demo3 {
private Demo3() {
System.out.println("私有Demo3构造参数初始化");
}
public static class SingletonClassInstance {
private static final Demo3 DEMO_3 = new Demo3();
}
// 方法没有同步
public static Demo3 getInstance() {
return SingletonClassInstance.DEMO_3;
}
public static void main(String[] args) {
Demo3 s1 = Demo3.getInstance();
Demo3 s2 = Demo3.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
4.枚举单例式
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。
package com.lijie;
//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 Demo4 {
public static Demo4 getInstance() {
return Demo.INSTANCE.getInstance();
}
public static void main(String[] args) {
Demo4 s1 = Demo4.getInstance();
Demo4 s2 = Demo4.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
//定义枚举
private static enum Demo {
INSTANCE;
// 枚举元素为单例
private Demo4 demo4;
private Demo() {
System.out.println("枚举Demo私有构造参数");
demo4 = new Demo4();
}
public Demo4 getInstance() {
return demo4;
}
}
}
5.双重检测锁方式
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)
package com.lijie;
//双重检测锁方式
public class Demo5 {
private static Demo5 demo5;
private Demo5() {
System.out.println("私有Demo4构造参数初始化");
}
public static Demo5 getInstance() {
if (demo5 == null) {
synchronized (Demo5.class) {
if (demo5 == null) {
demo5 = new Demo5();
}
}
}
return demo5;
}
public static void main(String[] args) {
Demo5 s1 = Demo5.getInstance();
Demo5 s2 = Demo5.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
工厂模式
1.什么是工厂模式
它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。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
2.工厂模式好处
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。
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。
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.Spring开发中的工厂设计模式
1.Spring IOC
看过Spring源码就知道，在Spring IOC容器创建bean的过程是使用了工厂设计模式
Spring中无论是通过xml配置还是通过配置类还是注解进行创建bean，大部分都是通过简单工厂来进行创建的。
当容器拿到了beanName和class类型后，动态的通过反射创建具体的某个对象，最后将创建的对象放到Map中。
2.为什么Spring IOC要使用工厂设计模式创建Bean呢
在实际开发中，如果我们A对象调用B，B调用C，C调用D的话我们程序的耦合性就会变高。（耦合大致分为类与类之间的依赖，方法与方法之间的依赖。）
在很久以前的三层架构编程时，都是控制层调用业务层，业务层调用数据访问层时，都是是直接new对象，耦合性大大提升，代码重复量很高，对象满天飞
为了避免这种情况，Spring使用工厂模式编程，写一个工厂，由工厂创建Bean，以后我们如果要对象就直接管工厂要就可以，剩下的事情不归我们管了。Spring IOC容器的工厂中有个静态的Map集合，是为了让工厂符合单例设计模式，即每个对象只生产一次，生产出对象后就存入到Map集合中，保证了实例不会重复影响程序效率。
5.工厂模式分类
- 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）
5.1 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。
public interface Car {
public void run();
}
创建工厂的产品（宝马）
public class Bmw implements Car {
public void run() {
System.out.println("我是宝马汽车...");
}
}
创建工另外一种产品（奥迪）
public class AoDi implements Car {
public void run() {
System.out.println("我是奥迪汽车..");
}
}
创建核心工厂类，由他决定具体调用哪产品
public class CarFactory {
public static Car createCar(String name) {
if ("".equals(name)) {
return null;
}
if(name.equals("奥迪")){
return new AoDi();
}
if(name.equals("宝马")){
return new Bmw();
}
return null;
}
}
演示创建工厂的具体实例
public class Client01 {
public static void main(String[] args) {
Car aodi =CarFactory.createCar("奥迪");
Car bmw =CarFactory.createCar("宝马");
aodi.run();
bmw.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
5.2 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
代码演示：
创建工厂
public interface Car {
public void run();
}
创建工厂方法调用接口（所有的产品需要new出来必须继承他来实现方法）
public interface CarFactory {
Car createCar();
}
创建工厂的产品（奥迪）
public class AoDi implements Car {
public void run() {
System.out.println("我是奥迪汽车..");
}
}
创建工厂另外一种产品（宝马）
public class Bmw implements Car {
public void run() {
System.out.println("我是宝马汽车...");
}
}
创建工厂方法调用接口的实例（奥迪）
public class AoDiFactory implements CarFactory {
public Car createCar() {
return new AoDi();
}
}
创建工厂方法调用接口的实例（宝马）
public class BmwFactory implements CarFactory {
public Car createCar() {
return new Bmw();
}
}
演示创建工厂的具体实例
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Car aodi = new AoDiFactory().createCar();
Car jili = new BmwFactory().createCar();
aodi.run();
jili.run();
}
}
5.3 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。
创建第一个子工厂，及实现类
//汽车
public interface Car {
void run();
}
class CarA implements Car{
public void run() {
System.out.println("宝马");
}
}
class CarB implements Car{
public void run() {
System.out.println("摩拜");
}
}
创建第二个子工厂，及实现类
//发动机
public interface Engine {
void run();
}
class EngineA implements Engine {
public void run() {
System.out.println("转的快!");
}
}
class EngineB implements Engine {
public void run() {
System.out.println("转的慢!");
}
}
创建一个总工厂，及实现类（由总工厂的实现类决定调用那个工厂的那个实例）
public interface TotalFactory {
// 创建汽车
Car createChair();
// 创建发动机
Engine createEngine();
}
//总工厂实现类，由他决定调用哪个工厂的那个实例
class TotalFactoryReally implements TotalFactory {
public Engine createEngine() {
return new EngineA();
}
public Car createChair() {
return new CarA();
}
}
运行测试
public class Test {
public static void main(String[] args) {
TotalFactory totalFactory2 = new TotalFactoryReally();
Car car = totalFactory2.createChair();
car.run();
TotalFactory totalFactory = new TotalFactoryReally();
Engine engine = totalFactory.createEngine();
engine.run();
}
}
代理模式
1.什么是代理模式
通过代理控制对象的访问，可以在这个对象调用方法之前、调用方法之后去处理/添加新的功能。(也就是AO的P微实现)
代理在原有代码乃至原业务流程都不修改的情况下，直接在业务流程中切入新代码，增加新功能，这也和Spring的（面向切面编程）很相似
2.代理模式应用场景
Spring AOP、日志打印、异常处理、事务控制、权限控制等
3.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，也称为Jdk自带动态代理)
Cglib 、javaassist（字节码操作库）
4.三种代理的区别
静态代理：简单代理模式，是动态代理的理论基础。常见使用在代理模式
jdk动态代理：使用反射完成代理。需要有顶层接口才能使用，常见是mybatis的mapper文件是代理。
cglib动态代理：也是使用反射完成代理，可以直接代理类（jdk动态代理不行），使用字节码技术，不能对 final类进行继承。（需要导入jar包）
5.用代码演示三种代理
5.1.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。
我有一段这样的代码：（如何能在不修改UserDao接口类的情况下开事务和关闭事务呢）
public class UserDao{
public void save() {
System.out.println("保存数据方法");
}
}//运行测试类
public class Test{
public static void main(String[] args) {
UserDao userDao = new UserDao();
userDao.save();
}
}
修改代码，添加代理类
//代理类
public class UserDaoProxy extends UserDao {
private UserDao userDao;
public UserDaoProxy(UserDao userDao) {
this.userDao = userDao;
}
public void save() {
System.out.println("开启事物...");
userDao.save();
System.out.println("关闭事物...");
}
}
//添加完静态代理的测试类
public class Test{
public static void main(String[] args) {
UserDao userDao = new UserDao();
UserDaoProxy userDaoProxy = new UserDaoProxy(userDao);
userDaoProxy.save();
}
}
缺点：每个需要代理的对象都需要自己重复编写代理，很不舒服，
优点：但是可以面相实际对象或者是接口的方式实现代理
2.2.动态代理
动态代理也叫做，JDK代理、接口代理。
动态代理的对象，是利用JDK的API，动态的在内存中构建代理对象（是根据被代理的接口来动态生成代理类的class文件，并加载运行的过程），这就叫动态代理
public interface UserDao {
void save();
}public class UserDaoImpl implements UserDao {
public void save() {
System.out.println("保存数据方法");
}
}
//下面是代理类，可重复使用，不像静态代理那样要自己重复编写代理
// 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 {
// 这其实业务实现类对象，用来调用具体的业务方法
private Object target;
// 通过构造函数传入目标对象
public InvocationHandlerImpl(Object target) {
this.target = target;
}
//动态代理实际运行的代理方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("调用开始处理");
//下面invoke()方法是以反射的方式来创建对象，第一个参数是要创建的对象，第二个是构成方法的参数，由第二个参数来决定创建对象使用哪个构造方法
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("调用结束处理");
return result;
}
}
//利用动态代理使用代理方法
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 被代理对象
UserDao userDaoImpl = new UserDaoImpl();
InvocationHandlerImpl invocationHandlerImpl = new InvocationHandlerImpl(userDaoImpl);
//类加载器
ClassLoader loader = userDaoImpl.getClass().getClassLoader();
Class[] interfaces = userDaoImpl.getClass().getInterfaces();
// 主要装载器、一组接口及调用处理动态代理实例
UserDao newProxyInstance = (UserDao) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, invocationHandlerImpl);
newProxyInstance.save();
}
}
缺点：必须是面向接口，目标业务类必须实现接口
优点：不用关心代理类，只需要在运行阶段才指定代理哪一个对象
5.3.CGLIB动态代理
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。
什么是CGLIB动态代理CGLIB动态代理和jdk代理一样，使用反射完成代理，不同的是他可以直接代理类（jdk动态代理不行，他必须目标业务类必须实现接口），CGLIB动态代理底层使用字节码技术，CGLIB动态代理不能对 final类进行继承。（CGLIB动态代理需要导入jar包）
public interface UserDao {
void save();
}//接口实现类
public class UserDaoImpl implements UserDao {
public void save() {
System.out.println("保存数据方法");
}
}//代理主要类
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();
}
//代理实际方法
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;
}
}//测试CGLIB动态代理
public class Test {
public static void main(String[] args) {
CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
UserDao userDao = (UserDao) cglibProxy.getInstance(new UserDaoImpl());
userDao.save();
}
}
建造者模式
1.什么是建造者模式
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方式进行创建。
工厂类模式是提供的是创建单个类的产品
而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来具有不同的属性的产品
建造者模式通常包括下面几个角色：
uilder：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。
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。
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。
Product：要创建的复杂对象。
2.建造者模式的使用场景
需要生成的对象具有复杂的内部结构。
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。
JAVA 中的 StringBuilder就是建造者模式创建的，他把一个单个字符的char数组组合起来
Spring不是建造者模式，它提供的操作应该是对于字符串本身的一些操作，而不是创建或改变一个字符串。
3.代码案例
建立一个装备对象Arms
//装备类
public class Arms {
//头盔
private String helmet;
//铠甲
private String armor;
//武器
private String weapon;
}
创建Builder接口（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，这个接口只是规范）
public interface PersonBuilder {
void builderHelmetMurder();
void builderArmorMurder();
void builderWeaponMurder();
void builderHelmetYanLong();
void builderArmorYanLong();
void builderWeaponYanLong();
Arms BuilderArms(); //组装
}
创建Builder实现类（这个类主要实现复杂对象创建的哪些部分需要什么属性）
public class ArmsBuilder implements PersonBuilder {
private Arms arms;
//创建一个Arms实例,用于调用set方法
public ArmsBuilder() {
arms = new Arms();
}
public void builderHelmetMurder() {
arms.setHelmet("夺命头盔");
}
public void builderArmorMurder() {
arms.setArmor("夺命铠甲");
}
public void builderWeaponMurder() {
arms.setWeapon("夺命宝刀");
}
public void builderHelmetYanLong() {
arms.setHelmet("炎龙头盔");
}
public void builderArmorYanLong() {
arms.setArmor("炎龙铠甲");
}
public void builderWeaponYanLong() {
arms.setWeapon("炎龙宝刀");
}
public Arms BuilderArms() {
return arms;
}
}
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 {
//组装
public Arms constructPerson(PersonBuilder pb) {
pb.builderHelmetYanLong();
pb.builderArmorMurder();
pb.builderWeaponMurder();
return pb.BuilderArms();
}
//这里进行测试
public static void main(String[] args) {
PersonDirector pb = new PersonDirector();
Arms arms = pb.constructPerson(new ArmsBuilder());
System.out.println(arms.getHelmet());
System.out.println(arms.getArmor());
System.out.println(arms.getWeapon());
}
}
模板方法模式
1.什么是模板方法
模板方法模式：定义一个操作中的算法骨架（父类），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来重定义该算法的
2.什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。就是其中一小部分需要改变，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。
3.实际开发中应用场景哪里用到了模板方法
其实很多框架中都有用到了模板方法模式
例如：数据库访问的封装、Junit单元测试、servlet中关于doGet/doPost方法的调用等等
4.现实生活中的模板方法
例如：
去餐厅吃饭，餐厅给我们提供了一个模板就是：看菜单，点菜，吃饭，付款，走人
（这里 “点菜和付款” 是不确定的由子类来完成的，其他的则是一个模板。）
5.代码实现模板方法模式
先定义一个模板。把模板中的点菜和付款，让子类来实现。
//模板方法
public abstract class RestaurantTemplate {
// 1.看菜单
public void menu() {
System.out.println("看菜单");
}
// 2.点菜业务
abstract void spotMenu();
// 3.吃饭业务
public void havingDinner(){ System.out.println("吃饭"); }
// 3.付款业务
abstract void payment();
// 3.走人
public void GoR() { System.out.println("走人"); }
//模板通用结构
public void process(){
menu();
spotMenu();
havingDinner();
payment();
GoR();
}
}
具体的模板方法子类 1
public class RestaurantGinsengImpl extends RestaurantTemplate {
void spotMenu() {
System.out.println("人参");
}
void payment() {
System.out.println("5快");
}
}
具体的模板方法子类 2
public class RestaurantLobsterImpl extends RestaurantTemplate {
void spotMenu() {
System.out.println("龙虾");
}
void payment() {
System.out.println("50块");
}
}
客户端测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//调用第一个模板实例
RestaurantTemplate restaurantTemplate = new RestaurantGinsengImpl();
restaurantTemplate.process();
}
}
外观模式
1.什么是外观模式
外观模式：也叫门面模式，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。
它向现有的系统添加一个接口，用这一个接口来隐藏实际的系统的复杂性。
使用外观模式，他外部看起来就是一个接口，其实他的内部有很多复杂的接口已经被实现2.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。
创建阿里短信接口
//阿里短信消息
public interface AliSmsService {
void sendSms();
}public class AliSmsServiceImpl implements AliSmsService {
public void sendSms() {
System.out.println("阿里短信消息");
}
}
创建邮件接口
//发送邮件消息
public interface EamilSmsService {
void sendSms();
}public class EamilSmsServiceImpl implements EamilSmsService{
public void sendSms() {
System.out.println("发送邮件消息");
}
}
创建微信推送接口
//微信消息推送
public interface WeiXinSmsService {
void sendSms();
}public class WeiXinSmsServiceImpl implements WeiXinSmsService {
public void sendSms() {
System.out.println("发送微信消息推送");
}
}
创建门面（门面看起来很简单使用，复杂的东西以及被门面给封装好了）
public class Computer {
AliSmsService aliSmsService;
EamilSmsService eamilSmsService;
WeiXinSmsService weiXinSmsService;
public Computer() {
aliSmsService = new AliSmsServiceImpl();
eamilSmsService = new EamilSmsServiceImpl();
weiXinSmsService = new WeiXinSmsServiceImpl();
}
//只需要调用它
public void sendMsg() {
aliSmsService.sendSms();
eamilSmsService.sendSms();
weiXinSmsService.sendSms();
}
}
启动测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//普通模式需要这样
AliSmsService aliSmsService = new AliSmsServiceImpl();
EamilSmsService eamilSmsService = new EamilSmsServiceImpl();
WeiXinSmsService weiXinSmsService = new WeiXinSmsServiceImpl();
aliSmsService.sendSms();
eamilSmsService.sendSms();
weiXinSmsService.sendSms();
//利用外观模式简化方法
new Computer().sendMsg();
}
}
原型模式
1.什么是原型模式
原型设计模式简单来说就是克隆
原型表明了有一个样板实例，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。
2.原型模式的应用场景
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。这时我们就可以通过原型拷贝避免这些消耗。
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。
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。
我们Spring框架中的多例就是使用原型。
3.原型模式的使用方式
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。
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。
3.1原型模式分为浅复制和深复制
（浅复制）只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，只是拷贝了一份引用地址。
（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。
4.代码演示
创建User类
public class User implements Cloneable {
private String name;
private String password;
private ArrayList phones;
protected User clone() {
try {
User user = (User) super.clone();
//重点，如果要连带引用类型一起复制，需要添加底下一条代码，如果不加就对于是复制了引用地址
user.phones = (ArrayList) this.phones.clone();//设置深复制
return user;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
//省略所有属性Get Set方法......
}
测试复制
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建User原型对象
User user = new User();
user.setName("李三");
user.setPassword("123456");
ArrayList phones = new ArrayList<>();
phones.add("17674553302");
user.setPhones(phones);
//copy一个user对象,并且对象的属性
User user2 = user.clone();
user2.setPassword("654321");
//查看俩个对象是否是一个
System.out.println(user == user2);
//查看属性内容
System.out.println(user.getName() + " | " + user2.getName());
System.out.println(user.getPassword() + " | " + user2.getPassword());
//查看对于引用类型拷贝
System.out.println(user.getPhones() == user2.getPhones());
}
}
如果不需要深复制，需要删除User 中的
//默认引用类型为浅复制，这是设置了深复制
user.phones = (ArrayList) this.phones.clone();
策略模式
1.什么是策略模式
定义了一系列的算法 或 逻辑 或 相同意义的操作，并将每一个算法、逻辑、操作封装起来，而且使它们还可以相互替换。（其实策略模式Java中用的非常非常广泛）
我觉得主要是为了 简化 if…else 所带来的复杂和难以维护。
2.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。
例如：我要做一个不同会员打折力度不同的三种策略，初级会员，中级会员，高级会员（三种不同的计算）。
例如：我要一个支付模块，我要有微信支付、支付宝支付、银联支付等
3.策略模式的优点和缺点
优点： 1、算法可以自由切换。 2、避免使用多重条件判断。 3、扩展性非常良好。
缺点： 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。
4.代码演示
模拟支付模块有微信支付、支付宝支付、银联支付
定义抽象的公共方法
//策略模式 定义抽象方法 所有支持公共接口
abstract class PayStrategy {
// 支付逻辑方法
abstract void algorithmInterface();
}
定义实现微信支付
class PayStrategyA extends PayStrategy {
void algorithmInterface() {
System.out.println("微信支付");
}
}
定义实现支付宝支付
class PayStrategyB extends PayStrategy {
void algorithmInterface() {
System.out.println("支付宝支付");
}
}
定义实现银联支付
class PayStrategyC extends PayStrategy {
void algorithmInterface() {
System.out.println("银联支付");
}
}
定义下文维护算法策略
// 使用上下文维护算法策略
class Context {
PayStrategy strategy;
public Context(PayStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void algorithmInterface() {
strategy.algorithmInterface();
}
}
运行测试
class ClientTestStrategy {
public static void main(String[] args) {
Context context;
//使用支付逻辑A
context = new Context(new PayStrategyA());
context.algorithmInterface();
//使用支付逻辑B
context = new Context(new PayStrategyB());
context.algorithmInterface();
//使用支付逻辑C
context = new Context(new PayStrategyC());
context.algorithmInterface();
}
}
观察者模式
1.什么是观察者模式
先讲什么是行为性模型，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。
观察者模式，是一种行为性模型，又叫发布-订阅模式，他定义对象之间一种一对多的依赖关系，使得当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
2.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。
3.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。
4.代码实现观察者模式
定义抽象观察者，每一个实现该接口的实现类都是具体观察者。
//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(int state);
}
定义具体观察者
// 具体观察者
public class ObserverImpl implements Observer {
// 具体观察者的属性
private int myState;
public void update(int state) {
myState=state;
System.out.println("收到消息,myState值改为："+state);
}
public int getMyState() {
return myState;
}
}
定义主题。主题定义观察者数组，并实现增、删及通知操作。
//定义主题，以及定义观察者数组，并实现增、删及通知操作。
public class Subjecct {
//观察者的存储集合，不推荐ArrayList，线程不安全，
private Vector list = new Vector<>();
// 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);
}
// 通知所有的观察者更新
public void notifyAllObserver(int state) {
for (Observer observer : list) {
observer.update(state);
}
}
}
定义具体的，他继承继承Subject类，在这里实现具体业务，在具体项目中，该类会有很多。
//具体主题
public class RealObserver extends Subjecct {
//被观察对象的属性
private int state;
public int getState(){
return state;
}
public void setState(int state){
this.state=state;
//主题对象(目标对象)值发生改变
this.notifyAllObserver(state);
}
}
运行测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 目标对象
RealObserver subject = new RealObserver();
// 创建多个观察者
ObserverImpl obs1 = new ObserverImpl();
ObserverImpl obs2 = new ObserverImpl();
ObserverImpl obs3 = new ObserverImpl();
// 注册到观察队列中
subject.registerObserver(obs1);
subject.registerObserver(obs2);
subject.registerObserver(obs3);
// 改变State状态
subject.setState(300);
System.out.println("obs1观察者的MyState状态值为："+obs1.getMyState());
System.out.println("obs2观察者的MyState状态值为："+obs2.getMyState());
System.out.println("obs3观察者的MyState状态值为："+obs3.getMyState());
// 改变State状态
subject.setState(400);
System.out.println("obs1观察者的MyState状态值为："+obs1.getMyState());
System.out.println("obs2观察者的MyState状态值为："+obs2.getMyState());
System.out.println("obs3观察者的MyState状态值为："+obs3.getMyState());
}
}