设计模式阶段总结
0.铺垫
0.1 软件设计模式的概念
软件设计模式（Software Design Pattern），又称设计模式，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。它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。也就是说，它是解决特定问题的一系列套路，是前辈们的代码设计经验的总结，具有一定的普遍性，可以反复使用。其目的是为了提高代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性。
0.2 学习设计模式的意义
设计模式的本质是面向对象设计原则的实际运用，是对类的封装性、继承性和多态性以及类的关联关系和组合关系的充分理解。正确使用设计模式具有以下优点。
- 可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。
- 使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从而缩短软件的开发周期。
- 使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。
当然，软件设计模式只是一个引导。在具体的软件幵发中，必须根据设计的应用系统的特点和要求来恰当选择。对于简单的程序开发，苛能写一个简单的算法要比引入某种设计模式更加容易。但对大项目的开发或者框架设计，用设计模式来组织代码显然更好。
参考博客：http://c.biancheng.net/view/1317.html
0.3 七大原则
开闭原则
开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则。
一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放（对提供方），对修改关闭（对适用方）。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
编程中遵循其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。
单一职责原则
对类来说，一个类应该只负责一项职责。如类A负责两个不同职责：职责1，职责2，当职责1需求变更而改变类A时，可能造成职责2执行错误，所以需要将类A的粒度分解为A1，A2。
接口隔离原则
客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
迪米特法则
一个对象应该对其他对象保持最少的了解。
类与类关系越密切，耦合度越大。
迪米特法则又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供 public方法，不对外泄露任何信息。
迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信。
什么是依赖倒转原则
依赖倒转原则是指高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象；依赖倒转的中心思想是面向接口编程。
依赖倒转原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在java中，抽象指的是接口或者抽象类，细节就是具体的实现类。
使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。
里氏替换原则
关于继承性的思考和说明
继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。
所以，在编程中，如何正确的使用继承？使用里氏替换原则。
如果对每个类型为T1的对象o1，都有类型为T2的对象o2，使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都带换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型T2是类型T1的子类型。换句话说，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法。
里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当情况下，可以通过聚合、组合、依赖来解决问题。
1. 分类
总体来说设计模式分为三大类：
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。
描述“怎样创建对象”，这类模式提供创建对象的机制，能够提升已有代码的灵活性和可复用性。
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。
这类模式介绍如何将对象和类组装成较大的结构，并同时保持结构的灵活性。
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。
用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象都无法单独完成的任务，以及怎样分配职责。
2. 创建型模式
这类模式提供创建对象的机制， 能够提升已有代码的灵活性和可复用性。
2.1 工厂模式
简单工厂模式
定义一个工厂类 Simple___Factory，根据不同参数返回不同的类的对象
例子：
public class SimplePizzaFactory {
public Pizza CreatePizza(String ordertype) {
Pizza pizza = null;
if (ordertype.equals("cheese")) {
pizza = new CheesePizza();
} else if (ordertype.equals("greek")) {
pizza = new GreekPizza();
} else if (ordertype.equals("pepper")) {
pizza = new PepperPizza();
}
return pizza;
}
}
简单工厂存在的问题与解决方法： 简单工厂模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了开闭原则。
所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？我们可以定义一个创建对象的抽象方法并创建多个不同的工厂类实现该抽象方法，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。
工厂方法模式
定义了一个创建对象的抽象方法，由子类决定要实例化的类。工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
例子：
public sbatract class OrderPizza{
abstract Pizza createPizza();
}
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
Pizza createPizza(String ordertype) {
Pizza pizza = null;
if (ordertype.equals("cheese")) {
pizza = new LDCheesePizza();
} else if (ordertype.equals("pepper")) {
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
public class NYOrderPizza extends OrderPizza {
Pizza createPizza(String ordertype) {
Pizza pizza = null;
if (ordertype.equals("cheese")) {
pizza = new NYCheesePizza();
} else if (ordertype.equals("pepper")) {
pizza = new NYPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
客户端使用：
public class PizzaStroe {
public static void main(String[] args) {
OrderPizza mOrderPizza;
mOrderPizza = new NYOrderPizza();
}
}
这个模式的好处就是，如果你现在想增加一个功能，只需做一个实现类就可以了，无需去改动现成的代码。
问题：客户端需要创建类的具体实例，会导致用户随着子类工厂的变化而变化(主要是这个代码：)
mOrderPizza = new NYOrderPizza();
解决：把工厂类抽象为接口，用户需要去找默认的工厂实现（传入参数，说明使用哪个子类工厂，而不需像上面那样，创建这个工厂，具体工厂自动创建），这就是抽象工厂模式。
2.2 抽象工厂模式
抽象工厂模式是一种创建型设计模式， 它能创建一系列相关的对象， 而无需指定其具体类。
抽象工厂定义了用于创建不同产品的接口， 但将实际的创建工作留给了具体工厂类。 每个工厂类型都对应一个特定的产品变体。
在创建产品时， 客户端代码调用的是工厂对象的构建方法， 而不是直接调用构造函数 （ new操作符）。 由于一个工厂对应一种产品变体， 因此它创建的所有产品都可相互兼容。
客户端代码仅通过其抽象接口与工厂和产品进行交互。 该接口允许同一客户端代码与不同产品进行交互。 你只需创建一个具体工厂类并将其传递给客户端代码即可。
例子
跨平台 GUI 组件系列及其创建方式
在本例中， 按钮和复选框将被作为产品。 它们有两个变体： mac OS 版和 Windows 版。
抽象工厂定义了用于创建按钮和复选框的接口。 而两个具体工厂都会返回同一变体的两个产品。
客户端代码使用抽象接口与工厂和产品进行交互。 同样的代码能与依赖于不同工厂对象类型的多种产品变体进行交互。
public interface Button {
void paint();
}
public class MacOSButton implements Button {
@Override
public void paint() {
System.out.println("You have created MacOSButton.");
}
}
public class WindowsButton implements Button {
@Override
public void paint() {
System.out.println("You have created WindowsButton.");
}
}
public interface Checkbox {
void paint();
}
public class MacOSCheckbox implements Checkbox {
@Override
public void paint() {
System.out.println("You have created MacOSCheckbox.");
}
}
public class WindowsCheckbox implements Checkbox {
@Override
public void paint() {
System.out.println("You have created WindowsCheckbox.");
}
}
public interface GUIFactory {
Button createButton();
Checkbox createCheckbox();
}
public class MacOSFactory implements GUIFactory {
@Override
public Button createButton() {
return new MacOSButton();
}
@Override
public Checkbox createCheckbox() {
return new MacOSCheckbox();
}
}
public class WindowsFactory implements GUIFactory {
@Override
public Button createButton() {
return new WindowsButton();
}
@Override
public Checkbox createCheckbox() {
return new WindowsCheckbox();
}
}
//客户端代码
public class Application {
private Button button;
private Checkbox checkbox;
public Application(GUIFactory factory) {
button = factory.createButton();
checkbox = factory.createCheckbox();
}
public void paint() {
button.paint();
checkbox.paint();
}
}
public class Demo {
private static Application configureApplication() {
Application app;
GUIFactory factory;
String osName = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
if (osName.contains("mac")) {
factory = new MacOSFactory();
app = new Application(factory);
} else {
factory = new WindowsFactory();
app = new Application(factory);
}
return app;
}
public static void main(String[] args) {
Application app = configureApplication();
app.paint();
}
}
//执行结果
You create WindowsButton.
You created WindowsCheckbox.
插入：三者区别
简单工厂模式：
简单工厂模式 描述了一个类， 它拥有一个包含大量条件语句的构建方法， 可根据方法的参数来选择对何种产品进行初始化并将其返回。
人们通常会将简单工厂与普通的工厂或其它创建型设计模式混淆。 在绝大多数情况下， 简单工厂是引入工厂方法或抽象工厂模式时的一个中间步骤。
简单工厂通常没有子类。 但当从一个简单工厂中抽取出子类后， 它看上去就会更像经典的工厂方法模式了。
顺便提一句， 如果你将一个简单工厂声明为 abstract类型， 它并不会神奇地变成抽象工厂模式。
工厂方法模式：
工厂方法 是一种创建型设计模式， 其在父类中提供一个创建对象的方法， 允许子类决定实例化对象的类型。
如果在基类及其扩展的子类中都有一个构建方法的话， 那它可能就是工厂方法。
抽象工厂模式：
抽象工厂 是一种创建型设计模式， 它能创建一系列相关或相互依赖的对象， 而无需指定其具体类。
什么是 “系列对象”？ 例如有这样一组的对象： 运输工具+ 引擎+ 控制器 。 它可能会有几个变体：
汽车+内燃机+方向盘飞机+喷气式发动机+操纵杆
如果你的程序中并不涉及产品系列的话， 那就不需要抽象工厂。
再次重申， 许多人分不清抽象工厂模式和声明为 abstract的简单工厂。 不要犯这个错误！
2.3 建造者模式
生成器模式是一种创建型设计模式， 使你能够分步骤创建复杂对象。 该模式允许你使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。
1.生成器（Builder）接口声明在所有类型生成器中通用的产品构造步骤；
2.具体生成器（Concrete Builders）提供构造过程的不同实现。具体生成器也可以构造不遵循接口的产品。
3.产品（Products）是最终生成的对象，有不同生成器构造的产品无需属于同一类层次结构或接口。
4.主管（Director）或者指挥者，类定义调用构造步骤的顺序，这样你就可以创建和复用特定的产品配置。
5.客户端（Client）必须讲某个生成器对象与主管类关联。一般情况下，你只需要通过主管类构造函数进行一次关联即可。此后主管类就能使用生成器对象完成后续所有的构造任务。 但在客户端将生成器对象传递给主管类制造方法时还有另一种方式。 在这种情况下， 你在使用主管类生产产品时每次都可以使用不同的生成器。
例子
汽车是一个复杂对象， 有数百种不同的制造方法。 我们没有在 汽车类中塞入一个巨型构造函数， 而是将汽车组装代码抽取到单独的汽车生成器类中。 该类中有一组方法可用来配置汽车的各种部件。
每辆汽车都需要一本使用手册 。 使用手册会介绍汽车的每一项功能， 因此不同型号的汽车， 其使用手册内容也不一样。 因此， 你可以复用现有流程来制造实际的汽车及其对应的手册。 当然， 编写手册和制造汽车不是一回事， 所以我们需要另外一个生成器对象来专门编写使用手册。 该类与其制造汽车的兄弟类都实现了相同的制造方法， 但是其功能不是制造汽车部件， 而是描述每个部件。 将这些生成器传递给相同的主管对象， 我们就能够生成一辆汽车或是一本使用手册了。
cars包
public class Car {
private final CarType carType;
private final int seats;
private final Engine engine;
private final Transmission transmission;
private final TripComputer tripComputer;
private final GPSNavigator gpsNavigator;
private double fuel = 0;
public Car(CarType carType, int seats, Engine engine, Transmission transmission,
TripComputer tripComputer, GPSNavigator gpsNavigator) {
this.carType = carType;
this.seats = seats;
this.engine = engine;
this.transmission = transmission;
this.tripComputer = tripComputer;
if (this.tripComputer != null) {
this.tripComputer.setCar(this);
}
this.gpsNavigator = gpsNavigator;
}
//getter setter....
}
public enum CarType {
CITY_CAR, SPORTS_CAR, SUV
}
public class Manual {
private final CarType carType;
private final int seats;
private final Engine engine;
private final Transmission transmission;
private final TripComputer tripComputer;
private final GPSNavigator gpsNavigator;
public Manual(CarType carType, int seats, Engine engine, Transmission transmission,
TripComputer tripComputer, GPSNavigator gpsNavigator) {
this.carType = carType;
this.seats = seats;
this.engine = engine;
this.transmission = transmission;
this.tripComputer = tripComputer;
this.gpsNavigator = gpsNavigator;
}
public String print() {
String info = "";
info += "Type of car: " + carType + "\n";
info += "Count of seats: " + seats + "\n";
info += "Engine: volume - " + engine.getVolume() + "; mileage - " + engine.getMileage() + "\n";
info += "Transmission: " + transmission + "\n";
if (this.tripComputer != null) {
info += "Trip Computer: Functional" + "\n";
} else {
info += "Trip Computer: N/A" + "\n";
}
if (this.gpsNavigator != null) {
info += "GPS Navigator: Functional" + "\n";
} else {
info += "GPS Navigator: N/A" + "\n";
}
return info;
}
}
components包
public class Engine {
private final double volume;
private double mileage;
private boolean started;
public Engine(double volume, double mileage) {
this.volume = volume;
this.mileage = mileage;
}
public void on() {
started = true;
}
public void off() {
started = false;
}
public boolean isStarted() {
return started;
}
public void go(double mileage) {
if (started) {
this.mileage += mileage;
} else {
System.err.println("Cannot go(), you must start engine first!");
}
}
public double getVolume() {
return volume;
}
public double getMileage() {
return mileage;
}
}
public class GPSNavigator {
private String route;
public GPSNavigator() {
this.route = "221b, Baker Street, London to Scotland Yard, 8-10 Broadway, London";
}
public GPSNavigator(String manualRoute) {
this.route = manualRoute;
}
public String getRoute() {
return route;
}
}
public enum Transmission {
SINGLE_SPEED, MANUAL, AUTOMATIC, SEMI_AUTOMATIC
}
public class TripComputer {
private Car car;
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
public void showFuelLevel() {
System.out.println("Fuel level: " + car.getFuel());
}
public void showStatus() {
if (this.car.getEngine().isStarted()) {
System.out.println("Car is started");
} else {
System.out.println("Car isn't started");
}
}
}
builders包
public interface Builder {
void setCarType(CarType type);
void setSeats(int seats);
void setEngine(Engine engine);
void setTransmission(Transmission transmission);
void setTripComputer(TripComputer tripComputer);
void setGPSNavigator(GPSNavigator gpsNavigator);
}
public class CarBuilder implements Builder{
private CarType type;
private int seats;
private Engine engine;
private Transmission transmission;
private TripComputer tripComputer;
private GPSNavigator gpsNavigator;
@Override
public void setCarType(CarType type) {
this.type = type;
}
@Override
public void setSeats(int seats) {
this.seats = seats;
}
@Override
public void setEngine(Engine engine) {
this.engine = engine;
}
@Override
public void setTransmission(Transmission transmission) {
this.transmission = transmission;
}
@Override
public void setTripComputer(TripComputer tripComputer) {
this.tripComputer = tripComputer;
}
@Override
public void setGPSNavigator(GPSNavigator gpsNavigator) {
this.gpsNavigator = gpsNavigator;
}
public Car getResult() {
return new Car(type, seats, engine, transmission, tripComputer, gpsNavigator);
}
}
public class CarManualBuilder implements Builder{
private CarType type;
private int seats;
private Engine engine;
private Transmission transmission;
private TripComputer tripComputer;
private GPSNavigator gpsNavigator;
@Override
public void setCarType(CarType type) {
this.type = type;
}
@Override
public void setSeats(int seats) {
this.seats = seats;
}
@Override
public void setEngine(Engine engine) {
this.engine = engine;
}
@Override
public void setTransmission(Transmission transmission) {
this.transmission = transmission;
}
@Override
public void setTripComputer(TripComputer tripComputer) {
this.tripComputer = tripComputer;
}
@Override
public void setGPSNavigator(GPSNavigator gpsNavigator) {
this.gpsNavigator = gpsNavigator;
}
public Manual getResult() {
return new Manual(type, seats, engine, transmission, tripComputer, gpsNavigator);
}
}
director包
public class Director {
public void constructSportsCar(Builder builder) {
builder.setCarType(CarType.SPORTS_CAR);
builder.setSeats(2);
builder.setEngine(new Engine(3.0, 0));
builder.setTransmission(Transmission.SEMI_AUTOMATIC);
builder.setTripComputer(new TripComputer());
builder.setGPSNavigator(new GPSNavigator());
}
public void constructCityCar(Builder builder) {
builder.setCarType(CarType.CITY_CAR);
builder.setSeats(2);
builder.setEngine(new Engine(1.2, 0));
builder.setTransmission(Transmission.AUTOMATIC);
builder.setTripComputer(new TripComputer());
builder.setGPSNavigator(new GPSNavigator());
}
public void constructSUV(Builder builder) {
builder.setCarType(CarType.SUV);
builder.setSeats(4);
builder.setEngine(new Engine(2.5, 0));
builder.setTransmission(Transmission.MANUAL);
builder.setGPSNavigator(new GPSNavigator());
}
}
客户端调用
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
CarBuilder builder = new CarBuilder();
director.constructSportsCar(builder);
Car car = builder.getResult();
System.out.println("Car built:\n" + car.getCarType());
CarManualBuilder manualBuilder = new CarManualBuilder();
director.constructSportsCar(manualBuilder);
Manual carManual = manualBuilder.getResult();
System.out.println("\nCar manual built:\n" + carManual.print());
}
}
2.4 原型模式
原型模式是一种创建型设计模式， 使你能够复制已有对象， 而又无需使代码依赖它们所属的类。
深拷贝和浅拷贝
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地址。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。clone明显是深复制，clone出来的对象是是不能去影响原型对象的.
2.4.1 基本结构
1.原型（Prototype）接口将对克隆方法进行声明。 在绝大多数情况下， 其中只会有一个名为 clone克隆的方法。
2.具体原型 (Concrete Prototype） 类将实现克隆方法。 除了将原始对象的数据复制到克隆体中之外， 该方法有时还需处理克隆过程中的极端情况， 例如克隆关联对象和梳理递归依赖等等。
3.客户端（Client） 可以复制实现了原型接口的任何对象。
2.4.2原型注册表实现
1.原型注册表（Prototype Registry） 提供了一种访问常用原型的简单方法， 其中存储了一系列可供随时复制的预生成对象。 最简单的注册表原型是一个 名称 → 原型的哈希表。 但如果需要使用名称以外的条件进行搜索， 你可以创建更加完善的注册表版本。
其实就是一个缓存，存储一些需要复制的类，返回他的clone对象。
例子
shapes包
public abstract class Shape {
public int x;
public int y;
public String color;
public Shape() {
}
public Shape(Shape target) {
if (target != null) {
this.x = target.x;
this.y = target.y;
this.color = target.color;
}
}
@Override
public abstract Shape clone();
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Shape)) {
return false;
}
Shape shape2 = (Shape) object2;
return shape2.x == x && shape2.y == y && Objects.equals(shape2.color, color);
}
}
public class Circle extends Shape{
public int radius;
public Circle() {
}
public Circle(Circle target) {
super(target);
if (target != null) {
this.radius = target.radius;
}
}
@Override
public Shape clone() {
return new Circle(this);
}
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Circle) || !super.equals(object2)) {
return false;
}
Circle shape2 = (Circle) object2;
return shape2.radius == radius;
}
}
public class Rectangle extends Shape{
public int width;
public int height;
public Rectangle() {
}
public Rectangle(Rectangle target) {
super(target);
if (target != null) {
this.width = target.width;
this.height = target.height;
}
}
@Override
public Shape clone() {
return new Rectangle(this);
}
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Rectangle) || !super.equals(object2)) {
return false;
}
Rectangle shape2 = (Rectangle) object2;
return shape2.width == width && shape2.height == height;
}
}
客户端1
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
List<Shape> shapesCopy = new ArrayList<>();
Circle circle = new Circle();
circle.x = 10;
circle.y = 20;
circle.radius = 15;
circle.color = "red";
shapes.add(circle);
Circle anotherCircle = (Circle) circle.clone();
shapes.add(anotherCircle);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.x = 10;
rectangle.y = 20;
rectangle.color = "blue";
shapes.add(rectangle);
cloneAndCompare(shapes,shapesCopy);
}
private static void cloneAndCompare(List<Shape> shapes, List<Shape> shapesCopy) {
for (Shape shape : shapes){
shapesCopy.add(shape.clone());
}
for (int i = 0; i < shapes.size(); i++) {
if(shapes.get(i) != shapesCopy.get(i)){
System.out.println(i + ": Shapes are different objects (yay!)");
if(shapes.get(i).equals(shapesCopy.get(i))){
System.out.println(i + ": And they are identical (yay!)");
}else{
System.out.println(i + ": But they are not identical (booo!)");
}
}else{
System.out.println(i + ": Shape objects are the same (booo!)");
}
}
}
}
原型工厂例子
public class BundledShapeCache {
private Map<String, Shape> cache = new HashMap<>();
public BundledShapeCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.x = 5;
circle.y = 7;
circle.radius = 45;
circle.color = "Green";
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.x = 6;
rectangle.y = 9;
rectangle.width = 8;
rectangle.height = 10;
rectangle.color = "Blue";
cache.put("Big green circle", circle);
cache.put("Medium blue rectangle", rectangle);
}
public Shape put(String key, Shape shape) {
cache.put(key, shape);
return shape;
}
public Shape get(String key) {
return cache.get(key).clone();
}
}
客户端2
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
BundledShapeCache cache = new BundledShapeCache();
Shape shape1 = cache.get("Big green circle");
Shape shape2 = cache.get("Medium blue rectangle");
Shape shape3 = cache.get("Medium blue rectangle");
if (shape1 != shape2 && !shape1.equals(shape2)) {
System.out.println("Big green circle != Medium blue rectangle (yay!)");
} else {
System.out.println("Big green circle == Medium blue rectangle (booo!)");
}
if (shape2 != shape3) {
System.out.println("Medium blue rectangles are two different objects (yay!)");
if (shape2.equals(shape3)) {
System.out.println("And they are identical (yay!)");
} else {
System.out.println("But they are not identical (booo!)");
}
} else {
System.out.println("Rectangle objects are the same (booo!)");
}
}
}
2.5 单例模式
确保一个类最多只有一个实例，并提供一个全局访问点.
2.5.1 饿汉模式
public class PreloadSingleton {
public static PreloadSingleton instance = new PreloadSingleton();
//其他的类无法实例化单例类的对象
private PreloadSingleton() {
};
public static PreloadSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
缺点：很明显，没有使用该单例对象，该对象就被加载到了内存，会造成内存的浪费。
优点：线程安全
2.5.2 懒汉模式
第一版本
public class Singleton {
private static Singleton instance=null;
private Singleton(){
};
public static Singleton getInstance()
{
if(instance==null)
{
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}
线程不安全
原因：
懒加载不浪费内存，但是无法保证线程的安全。首先，if判断以及其内存执行代码是非原子性的。其次，new Singleton()无法保证执行的顺序性。
不满足原子性或者顺序性，线程肯定是不安全的，这是基本的常识，不再赘述。我主要讲一下为什么new Singleton()无法保证顺序性。我们知道创建一个对象分三步:
memory=allocate();//1:初始化内存空间
ctorInstance(memory);//2:初始化对象
instance=memory();//3:设置instance指向刚分配的内存地址
jvm为了提高程序执行性能，会对没有依赖关系的代码进行重排序，上面2和3行代码可能被重新排序。我们用两个线程来说明线程是不安全的。线程A和线程B都创建对象。其中，A2和A3的重排序，将导致线程B在B1处判断出instance不为空，线程B接下来将访问instance引用的对象。此时，线程B将会访问到一个还未初始化的对象（线程不安全）。
为了线程安全使用关键字 synchronized
第二版
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
};
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
synchronized加载getInstace()函数上确实保证了线程的安全。但是，如果要经常的调用getInstance()方法，不管有没有初始化实例，都会唤醒和阻塞线程。为了避免线程的上下文切换消耗大量时间，如果对象已经实例化了，我们没有必要再使用synchronized加锁，直接返回对象。
2.5.3 双重校验锁
第三版
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
};
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
综合了懒汉式和饿汉式两者的优缺点整合而成。看上面代码实现中，特点是在synchronized关键字内外都加了一层 if 条件判断，这样既保证了线程安全，又比直接上锁提高了执行效率，还节省了内存空间。
双重检查锁，也存在第一版中的“线程B将会访问到一个还未初始化的对象”问题。
解决方案： private static Singleton instance = null; -----> private volatile static Singleton instance = null;
用volatile 禁止指令重排
https://blog.csdn.net/u013490280/article/details/108722926
2.5.4 静态内部类
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new instance();
private Singleton() {
};
public static final Singleton getInstance() {
return Singleton.INSTANCE;
}
}
静态内部类的方式效果类似双检锁，但实现更简单。但这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
内部类是延迟加载的，只有在第一次使用的时候才会被加载。可以实现懒加载
2.5.5 枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void mehtod(){
}
}
枚举的方式是比较少见的一种实现方式，但是看上面的代码实现，却更简洁清晰。并且她还自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
2.5.6 总结
一般情况下，懒汉式（包含线程安全和线程不安全两种方式）都比较少用；饿汉式和双检锁都可以使用，可根据具体情况自主选择；在要明确实现 lazy loading 效果时，可以考虑静态内部类的实现方式；若涉及到反序列化创建对象时，大家也可以尝试使用枚举方式。
3. 结构型模式
这类模式介绍如何将对象和类组装成较大的结构，并同时保持结构的灵活性。
3.1 适配器模式
定义： 适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。
主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。
3.1.1 类适配器模式
通过多重继承目标接口和被适配者类方式来实现适配
举例(将USB接口转为VGA接口)，类图如下：
《图片引用参考图中链接》
USBImpl的代码：
public class USBImpl implements USB{
@Override
public void showPPT() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("PPT内容演示");
}
}
AdatperUSB2VGA 首先继承USBImpl获取USB的功能，其次，实现VGA接口，表示该类的类型为VGA。
public class AdapterUSB2VGA extends USBImpl implements VGA {
@Override
public void projection() {
super.showPPT();
}
}
Projector将USB映射为VGA，只有VGA接口才可以连接上投影仪进行投影
public class Projector<T> {
public void projection(T t) {
if (t instanceof VGA) {
System.out.println("开始投影");
VGA v = new VGAImpl();
v = (VGA) t;
v.projection();
} else {
System.out.println("接口不匹配，无法投影");
}
}
}
测试：
@Test
public void test2(){
//通过适配器创建一个VGA对象，这个适配器实际是使用的是USB的showPPT（）方法
VGA a=new AdapterUSB2VGA();
//进行投影
Projector p1=new Projector();
p1.projection(a);
}
3.1.2 对象适配器模式
对象适配器和类适配器使用了不同的方法实现适配，对象适配器使用组合，类适配器使用继承。
举例(将USB接口转为VGA接口)，类图如下：
public class AdapterUSB2VGA implements VGA {
USB u = new USBImpl();
@Override
public void projection() {
u.showPPT();
}
}
实现VGA接口，表示适配器类是VGA类型的，适配器方法中直接使用USB对象。
3.1.3 接口适配器模式
当不需要全部实现接口提供的方法时，可先设计一个抽象类实现接口，并为该接口中每个方法提供一个默认实现（空方法），那么该抽象类的子类可有选择地覆盖父类的某些方法来实现需求，它适用于一个接口不想使用其所有的方法的情况。
举例(将USB接口转为VGA接口，VGA中的b()和c()不会被实现)，类图如下：
AdapterUSB2VGA抽象类
public abstract class AdapterUSB2VGA implements VGA {
USB u = new USBImpl();
@Override
public void projection() {
u.showPPT();
}
@Override
public void b() {
};
@Override
public void c() {
};
}
AdapterUSB2VGA实现，不用去实现b()和c()方法。
public class AdapterUSB2VGAImpl extends AdapterUSB2VGA {
public void projection() {
super.projection();
}
}
3.1.4 总结
总结一下三种适配器模式的应用场景：
类适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。
对象适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法就行。
接口适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。
命名规则：
我个人理解，三种命名方式，是根据 src是以怎样的形式给到Adapter（在Adapter里的形式）来命名的。
类适配器，以类给到，在Adapter里，就是将src当做类，继承，
对象适配器，以对象给到，在Adapter里，将src作为一个对象，持有。
接口适配器，以接口给到，在Adapter里，将src作为一个接口，实现。
使用选择：
根据合成复用原则，组合大于继承。因此，类的适配器模式应该少用。
原文链接：https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
3.2 桥接模式
结构性设计模式，可将一个大类或一系列紧密相关的类拆分抽象和实现两个独立的层次结构，从而能在开发时分别使用。
3.2.1 桥接模式结构
1.抽象部分（Abstraction） 提供高层控制逻辑， 依赖于完成底层实际工作的实现对象。
2.实现部分（Implementation） 为所有具体实现声明通用接口。 抽象部分仅能通过在这里声明的方法与实现对象交互。
抽象部分可以列出和实现部分一样的方法， 但是抽象部分通常声明一些复杂行为， 这些行为依赖于多种由实现部分声明的原语操作。
3.具体实现（Concrete Implementations） 中包括特定于平台的代码。
4.精确抽象（Refined Abstraction） 提供控制逻辑的变体。 与其父类一样， 它们通过通用实现接口与不同的实现进行交互。
5.通常情况下，客户端（Client） 仅关心如何与抽象部分合作。 但是， 客户端需要将抽象对象与一个实现对象连接起来。
3.2.2 例子
拆分程序中同时管理设备及其遥控器的庞杂代码。 设备Device类作为实现部分， 而 遥控器Remote类则作为抽象部分。
遥控器基类声明了一个指向设备对象的引用成员变量。 所有遥控器通过通用设备接口与设备进行交互， 使得同一个遥控器可以支持不同类型的设备。
你可以开发独立于设备类的遥控器类， 只需新建一个遥控器子类即可。 例如， 基础遥控器可能只有两个按钮， 但你可在其基础上扩展新功能， 比如额外的一节电池或一块触摸屏。
客户端代码通过遥控器构造函数将特定种类的遥控器与设备对象连接起来。
devices包
//所有设备的通用接口 实现部分
public interface Device {
boolean isEnabled();
void enable();
void disable();
int getVolume();
void setVolume(int percent);
int getChannel();
void setChannel(int channel);
void printStatus();
}
//收音机
public class Radio implements Device{
private boolean on = false;
private int volume = 30;
private int channel = 1;
@Override
public boolean isEnabled() { return on;}
@Override
public void enable() {on = true; }
@Override
public void disable() {on = false; }
@Override
public int getVolume() { return volume; }
@Override
public void setVolume(int volume) {
if (volume > 100) {
this.volume = 100;
} else if (volume < 0) {
this.volume = 0;
} else {
this.volume = volume;
}
}
//电视机
public class Tv implements Device{
private boolean on = false;
private int volume = 30;
private int channel = 1;
@Override
public boolean isEnabled() {
return on;
}
@Override
public void enable() {
on = true;
}
@Override
public void disable() {
on = false;
}
@Override
public int getVolume() {
return volume;
}
@Override
public void setVolume(int volume) {
if (volume > 100) {
this.volume = 100;
} else if (volume < 0) {
this.volume = 0;
} else {
this.volume = volume;
}
}
@Override
public int getChannel() {
return channel;
}
@Override
public void setChannel(int channel) {
this.channel = channel;
}
@Override
public void printStatus() {
System.out.println("------------------------------------");
System.out.println("| I'm TV set.");
System.out.println("| I'm " + (on ? "enabled" : "disabled"));
System.out.println("| Current volume is " + volume + "%");
System.out.println("| Current channel is " + channel);
System.out.println("------------------------------------\n");
}
}
remotes包
//所有远程控制器的通用接口 抽象部分
public interface Remote {
void power();
void volumeDown();
void volumeUp();
void channelDown();
void channelUp();
}
//基础远程控制器
public class BasicRemote implements Remote {
protected Device device;
public BasicRemote() {
}
public BasicRemote(Device device) {
this.device = device;
}
@Override
public void power() {
System.out.println("Remote: power toggle");
if (device.isEnabled()) {
device.disable(); //关机
} else {
device.enable(); //开机
}
}
@Override
public void volumeDown() {
System.out.println("Remote: volume down");
device.setVolume(device.getVolume() - 10);
}
@Override
public void volumeUp() {
System.out.println("Remote: volume up");
device.setVolume(device.getVolume() + 10);
}
@Override
public void channelDown() {
System.out.println("Remote: channel down");
device.setChannel(device.getChannel() - 1);
}
@Override
public void channelUp() {
System.out.println("Remote: channel up");
device.setChannel(device.getChannel() + 1);
}
}
//高级远程控制器
public class AdvancedRemote extends BasicRemote {
public AdvancedRemote(Device device) {
super.device = device;
}
//静音
public void mute() {
System.out.println("Remote: mute");
device.setVolume(0);
}
}
客户端：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
testDevice(new Tv());
testDevice(new Radio());
}
public static void testDevice(Device device) {
System.out.println("Tests with basic remote.");
BasicRemote basicRemote = new BasicRemote(device);
basicRemote.power();
device.printStatus();
System.out.println("Tests with advanced remote.");
AdvancedRemote advancedRemote = new AdvancedRemote(device);
advancedRemote.power();
advancedRemote.mute();
device.printStatus();
}
}
客户端需要将抽象对象与一个实现对象连接起来:
AdvancedRemote advancedRemote = new AdvancedRemote(device);
3.2.3 适用场景
桥接模式通常适用于以下场景。
当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时。
当一个系统不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加时。
当一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性时。
3.2.4 优缺点
优点：
(1)在很多情况下，桥接模式可以取代多层继承方案，多层继承方案违背了“单一职责原则”，复用性较差，且类的个数非常多，桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法，它极大减少了子类的个数。
(2)桥接模式提高了系统的可扩展性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统，符合“开闭原则”。
缺点：
桥接模式的使用会增加系统的理解与设计难度，由于关联关系建立在抽象层，要求开发者一开始就针对抽象层进行设计与编程。
参考博客：https://refactoringguru.cn/design-patterns/bridge
https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
3.3 组合模式
组合模式是一种结构型设计模式， 你可以使用它将对象组合成树状结构， 并且能像使用独立对象一样使用它们。
3.3.1 结构
1.组件（Component） 接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作。
2.叶节点（Leaf） 是树的基本结构， 它不包含子项目。
一般情况下， 叶节点最终会完成大部分的实际工作， 因为它们无法将工作指派给其他部分。
3.容器（Container）——又名 “组合 （Composite）”——是包含叶节点或其他容器等子项目的单位。 容器不知道其子项目所属的具体类， 它只通过通用的组件接口与其子项目交互。
容器接收到请求后会将工作分配给自己的子项目， 处理中间结果， 然后将最终结果返回给客户端。
4.客户端（Client） 通过组件接口与所有项目交互。 因此， 客户端能以相同方式与树状结构中的简单或复杂项目交互。
3.3.2 例子
通用接口
public interface Component {
public void add(Component c);
public void remove(Component c);
public Component getChild(int i);
public void operation();
}
树枝
public class Composite implements Component {
protected List<Component> children = new ArrayList<>();
@Override
public void add(Component c) {
children.add(c);
}
@Override
public void remove(Component c) {
children.remove(c);
}
@Override
public Component getChild(int i) {
return children.get(i);
}
@Override
public void operation() {
for (Component component : children) {
component.operation();
}
}
}
叶子
public class Leaf implements Component {
private String name;
public Leaf(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void add(Component c) {
}
@Override
public void remove(Component c) {
}
@Override
public Component getChild(int i) {
return null;
}
@Override
public void operation() {
System.out.println("树叶" + name + "：被访问！");
}
}
客户端
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
Leaf leaf1 = new Leaf("第一层叶子1");
Leaf leaf21 = new Leaf("第二层叶子1");
Leaf leaf31 = new Leaf("第三层叶子1");
Leaf leaf32 = new Leaf("第三层叶子2");
Composite composite1 = new Composite();
Composite composite2 = new Composite();
Composite composite3 = new Composite();
composite3.add(leaf31);
composite3.add(leaf32);
composite2.add(leaf21);
composite2.add(composite3);
composite1.add(leaf1);
composite1.add(composite2);
composite1.operation();
}
}
测试结果
树叶第一层叶子1：被访问！
树叶第二层叶子1：被访问！
树叶第三层叶子1：被访问！
树叶第三层叶子2：被访问！
3.3.3 总结
**主要解决：**它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。
何时使用：
- 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。
- 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。
如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。
**关键代码：**树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。
组合模式的主要优点有：
组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；
更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；
其主要缺点是：
设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；
不容易限制容器中的构件；
不容易用继承的方法来增加构件的新功能；
参考博客： https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
3.4 装饰器模式
装饰模式是一种结构型设计模式， 允许你通过将对象放入包含行为的特殊封装对象中来为原对象绑定新的行为。
当你需要更改一个对象的行为时， 第一个跳入脑海的想法就是扩展它所属的类。 但是， 你不能忽视继承可能引发的几个严重问题。
- 继承是静态的。 你无法在运行时更改已有对象的行为， 只能使用由不同子类创建的对象来替代当前的整个对象。
- 子类只能有一个父类。 大部分编程语言不允许一个类同时继承多个类的行为。
其中一种方法是用聚合或组合 ， 而不是继承。 两者的工作方式几乎一模一样： 一个对象包含指向另一个对象的引用， 并将部分工作委派给引用对象； 继承中的对象则继承了父类的行为， 它们自己能够完成这些工作。
聚合 （或组合） 组合是许多设计模式背后的关键原则 （包括装饰在内）。
封装器是装饰模式的别称， 这个称谓明确地表达了该模式的主要思想。 “封装器” 是一个能与其他 “目标” 对象连接的对象。 封装器包含与目标对象相同的一系列方法， 它会将所有接收到的请求委派给目标对象。 但是， 封装器可以在将请求委派给目标前后对其进行处理， 所以可能会改变最终结果。
那么什么时候一个简单的封装器可以被称为是真正的装饰呢？ 正如之前提到的， 封装器实现了与其封装对象相同的接口。 因此从客户端的角度来看， 这些对象是完全一样的。 封装器中的引用成员变量可以是遵循相同接口的任意对象。 这使得你可以将一个对象放入多个封装器中， 并在对象中添加所有这些封装器的组合行为。
3.4.1 结构
1.部件（Component） 声明封装器和被封装对象的公用接口。
2.具体部件（Concrete Component） 类是被封装对象所属的类。 它定义了基础行为， 但装饰类可以改变这些行为。
3.基础装饰（Base Decorator） 类拥有一个指向被封装对象的引用成员变量。 该变量的类型应当被声明为通用部件接口， 这样它就可以引用具体的部件和装饰。 装饰基类会将所有操作委派给被封装的对象。
4.具体装饰类（Concrete Decorators） 定义了可动态添加到部件的额外行为。 具体装饰类会重写装饰基类的方法， 并在调用父类方法之前或之后进行额外的行为。
5.客户端（Client） 可以使用多层装饰来封装部件， 只要它能使用通用接口与所有对象互动即可。
3.4.2 例子
本例展示了如何在不更改对象代码的情况下调整其行为。
最初的业务逻辑类仅能读取和写入纯文本的数据。 此后， 我们创建了几个小的封装器类， 以便在执行标准操作后添加新的行为。
第一个封装器负责加密和解密数据， 而第二个则负责压缩和解压数据。
你甚至可以让这些封装器嵌套封装以将它们组合起来。
decorators包
定义了读取和写入操作的通用数据接口
public interface DataSource {
void writeData(String data);
String readData();
}
简单数据读写器
import java.io.*;
public class FileDataSource implements DataSource {
private String name;
public FileDataSource(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void writeData(String data) {
File file = new File(name);
try (OutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
fos.write(data.getBytes(), 0, data.length());
} catch (IOException ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
}
@Override
public String readData() {
char[] buffer = null;
File file = new File(name);
try (FileReader reader = new FileReader(file)) {
buffer = new char[(int) file.length()];
reader.read(buffer);
} catch (IOException ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
return new String(buffer);
}
}
抽象基础装饰
public class DataSourceDecorator implements DataSource{
private DataSource wrappee;
//没有加public
DataSourceDecorator(DataSource source) {
this.wrappee = source;
}
@Override
public void writeData(String data) {
wrappee.writeData(data);
}
@Override
public String readData() {
return wrappee.readData();
}
}
加密装饰
import java.util.Base64;
public class EncryptionDecorator extends DataSourceDecorator {
public EncryptionDecorator(DataSource source) {
super(source);
}
@Override
public void writeData(String data) {
super.writeData(encode(data));
}
@Override
public String readData() {
return decode(super.readData());
}
private String encode(String data) {
byte[] result = data.getBytes();
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
result[i] += (byte) 1;
}
return Base64.getEncoder().encodeToString(result);
}
private String decode(String data) {
byte[] result = Base64.getDecoder().decode(data);
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
result[i] -= (byte) 1;
}
return new String(result);
}
}
压缩装饰
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Base64;
import java.util.zip.Deflater;
import java.util.zip.DeflaterOutputStream;
import java.util.zip.InflaterInputStream;
public class CompressionDecorator extends DataSourceDecorator {
private int compLevel = 6;
public CompressionDecorator(DataSource source) {
super(source);
}
public void setCompLevel(int compLevel) { this.compLevel = compLevel; }
public int getCompLevel() { return compLevel; }
@Override
public void writeData(String data) {
super.writeData(compress(data));
}
@Override
public String readData() {
return decompress(super.readData());
}
//压缩
private String compress(String stringData) {
byte[] data = stringData.getBytes();
try {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(512);
DeflaterOutputStream dos = new DeflaterOutputStream(bout, new Deflater(compLevel));
dos.write(data);
dos.close();
bout.close();
return Base64.getEncoder().encodeToString(bout.toByteArray());
} catch (IOException e) {
return null;
}
}
//解压缩
private String decompress(String stringData) {
byte[] data = Base64.getDecoder().decode(stringData);
try {
InputStream in = new ByteArrayInputStream(data);
InflaterInputStream iin = new InflaterInputStream(in);
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(512);
int b;
while ((b = iin.read()) != -1) {
bout.write(b);
}
in.close();
iin.close();
bout.close();
return bout.toString();
} catch (IOException ex) {
return null;
}
}
}
客户端
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
String salaryRecords = "Name,Salary\nJohn Smith,100000\nSteven Jobs,912000";
DataSourceDecorator encoded = new CompressionDecorator(
new EncryptionDecorator(
new FileDataSource("D://OutputDemo.txt")));
encoded.writeData(salaryRecords);
DataSource plain = new FileDataSource("D://OutputDemo.txt");
System.out.println("- Input ----------------");
System.out.println(salaryRecords);
System.out.println("- Encoded --------------");
System.out.println(plain.readData());
System.out.println("- Decoded --------------");
System.out.println(encoded.readData());
}
}
结果
- Input ----------------
Name,Salary
John Smith,100000
Steven Jobs,912000
- Encoded --------------
Zkt7e1Q5eU8yUm1Qe0ZsdHJ2VXp6dDBKVnhrUHtUe0sxRUYxQkJIdjVLTVZ0dVI5Q2IwOXFISmVUMU5rcENCQmdxRlByaD4+
- Decoded --------------
Name,Salary
John Smith,100000
Steven Jobs,912000
3.4.3 使用场景
如果你希望在无需修改代码的情况下即可使用对象， 且希望在运行时为对象新增额外的行为， 可以使用装饰模式。
- 装饰能将业务逻辑组织为层次结构， 你可为各层创建一个装饰， 在运行时将各种不同逻辑组合成对象。 由于这些对象都遵循通用接口， 客户端代码能以相同的方式使用这些对象。
如果用继承来扩展对象行为的方案难以实现或者根本不可行， 你可以使用该模式。
- 许多编程语言使用
final最终关键字来限制对某个类的进一步扩展。 复用最终类已有行为的唯一方法是使用装饰模式： 用封装器对其进行封装。
3.4.4 实现方式
- 确保业务逻辑可用一个基本组件及多个额外可选层次表示。
- 找出基本组件和可选层次的通用方法。 创建一个组件接口并在其中声明这些方法。
- 创建一个具体组件类， 并定义其基础行为。
- 创建装饰基类， 使用一个成员变量存储指向被封装对象的引用。 该成员变量必须被声明为组件接口类型， 从而能在运行时连接具体组件和装饰。 装饰基类必须将所有工作委派给被封装的对象。
- 确保所有类实现组件接口。
- 将装饰基类扩展为具体装饰。 具体装饰必须在调用父类方法 （总是委派给被封装对象） 之前或之后执行自身的行为。
- 客户端代码负责创建装饰并将其组合成客户端所需的形式。
3.4.5 装饰模式优缺点
优点：
- 你无需创建新子类即可扩展对象的行为。
- 你可以在运行时添加或删除对象的功能。
- 你可以用多个装饰封装对象来组合几种行为。
- 单一职责原则。 你可以将实现了许多不同行为的一个大类拆分为多个较小的类。
缺点：
- 在封装器栈中删除特定封装器比较困难。
- 实现行为不受装饰栈顺序影响的装饰比较困难。
- 各层的初始化配置代码看上去可能会很糟糕。
3.5外观/门面模式
外观模式是一种结构型设计模式， 能为程序库、 框架或其他复杂类提供一个简单的接口。
隐藏了系统的复杂性，并向客户端提供了一个可以访问系统的接口。简单来说，该模式就是把一些复杂的流程封装成一个接口供给外部用户更简单的使用。
3.5.1 结构
1.外观（Facade） 提供了一种访问特定子系统功能的便捷方式， 其了解如何重定向客户端请求， 知晓如何操作一切活动部件。
2.创建附件外观（Additional Facade） 类可以避免多种不相关的功能污染单一外观， 使其变成又一个复杂结构。 客户端和其他外观都可使用附加外观。
3.复杂子系统（Complex Subsystem） 由数十个不同对象构成。 如果要用这些对象完成有意义的工作， 你必须深入了解子系统的实现细节， 比如按照正确顺序初始化对象和为其提供正确格式的数据。
子系统类不会意识到外观的存在， 它们在系统内运作并且相互之间可直接进行交互。
4.客户端（Client） 使用外观代替对子系统对象的直接调用。
3.5.2 例子
在本例中， 外观模式简化了客户端与复杂视频转换框架之间的交互。
some_complex_media_library: 复杂视频转换程序库
public interface Codec {
}
public class AudioMixer {
public File fix(VideoFile result){
System.out.println("AudioMixer: fixing audio...");
return new File("tmp");
}
}
public class BitrateReader {
public static VideoFile read(VideoFile file, Codec codec) {
System.out.println("BitrateReader: reading file...");
return file;
}
public static VideoFile convert(VideoFile buffer, Codec codec) {
System.out.println("BitrateReader: writing file...");
return buffer;
}
}
public class CodecFactory {
public static Codec extract(VideoFile file) {
String type = file.getCodecType();
if (type.equals("mp4")) {
System.out.println("CodecFactory: extracting mpeg audio...");
return new MPEG4CompressionCodec();
} else {
System.out.println("CodecFactory: extracting ogg audio...");
return new OggCompressionCodec();
}
}
}
public class MPEG4CompressionCodec implements Codec {
public String type = "mp4";
}
public class OggCompressionCodec implements Codec {
public String type = "ogg";
}
public class VideoFile {
private String name;
private String codecType;
public VideoFile(String name) {
this.name = name;
this.codecType = name.substring(name.indexOf(".") + 1);
}
public String getCodecType() { return codecType; }
public String getName() { return name; }
}
facade包
外观提供了进行视频转换的简单接口
public class VideoConversionFacade {
public File convertVideo(String fileName, String format) {
System.out.println("VideoConversionFacade: conversion started.");
VideoFile file = new VideoFile(fileName);
Codec sourceCodec = CodecFactory.extract(file);
Codec destinationCodec;
if (format.equals("mp4")) {
destinationCodec = new OggCompressionCodec();
} else {
destinationCodec = new MPEG4CompressionCodec();
}
VideoFile buffer = BitrateReader.read(file, sourceCodec);
VideoFile intermediateResult = BitrateReader.convert(buffer, destinationCodec);
File result = (new AudioMixer()).fix(intermediateResult);
System.out.println("VideoConversionFacade: conversion completed.");
return result;
}
}
客户端调用
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
VideoConversionFacade converter = new VideoConversionFacade();
File mp4Video = converter.convertVideo("youtubevideo.ogg", "mp4");
}
}
3.5.3 应用场景
如果你需要一个指向复杂子系统的直接接口， 且该接口的功能有限， 则可以使用外观模式。
子系统通常会随着时间的推进变得越来越复杂。 即便是应用了设计模式， 通常你也会创建更多的类。 尽管在多种情形中子系统可能是更灵活或易于复用的， 但其所需的配置和样板代码数量将会增长得更快。 为了解决这个问题， 外观将会提供指向子系统中最常用功能的快捷方式， 能够满足客户端的大部分需求。
如果需要将子系统组织为多层结构， 可以使用外观。
创建外观来定义子系统中各层次的入口。 你可以要求子系统仅使用外观来进行交互， 以减少子系统之间的耦合。
让我们回到视频转换框架的例子。 该框架可以拆分为两个层次： 音频相关和视频相关。 你可以为每个层次创建一个外观， 然后要求各层的类必须通过这些外观进行交互。 这种方式看上去与中介者模式非常相似。
3.5.4 实现方式
- 考虑能否在现有子系统的基础上提供一个更简单的接口。 如果该接口能让客户端代码独立于众多子系统类， 那么你的方向就是正确的。
- 在一个新的外观类中声明并实现该接口。 外观应将客户端代码的调用重定向到子系统中的相应对象处。 如果客户端代码没有对子系统进行初始化， 也没有对其后续生命周期进行管理， 那么外观必须完成此类工作。
- 如果要充分发挥这一模式的优势， 你必须确保所有客户端代码仅通过外观来与子系统进行交互。 此后客户端代码将不会受到任何由子系统代码修改而造成的影响， 比如子系统升级后， 你只需修改外观中的代码即可。
- 如果外观变得过于臃肿， 你可以考虑将其部分行为抽取为一个新的专用外观类。
3.5.5 外观模式优缺点
优点：
你可以让自己的代码独立于复杂子系统。
缺点：
外观可能成为与程序中所有类都耦合的上帝对象。
3.6 享元模式
享元模式是一种结构型设计模式， 它摒弃了在每个对象中保存所有数据的方式， 通过共享多个对象所共有的相同状态， 让你能在有限的内存容量中载入更多对象。
通过共享的方式高效的支持大量细粒度的对象。
3.6.1 享元与不可变性
由于享元对象可在不同的情景中使用， 你必须确保其状态不能被修改。 享元类的状态只能由构造函数的参数进行一次性初始化， 它不能对其他对象公开其设置器或公有成员变量。
3.6.2 享元工厂
为了能更方便地访问各种享元， 你可以创建一个工厂方法来管理已有享元对象的缓存池。 工厂方法从客户端处接收目标享元对象的内在状态作为参数， 如果它能在缓存池中找到所需享元， 则将其返回给客户端； 如果没有找到， 它就会新建一个享元， 并将其添加到缓存池中。
你可以选择在程序的不同地方放入该函数。 最简单的选择就是将其放置在享元容器中。 除此之外， 你还可以新建一个工厂类， 或者创建一个静态的工厂方法并将其放入实际的享元类中。
3.6.3 结构
1.享元模式只是一种优化。 在应用该模式之前， 你要确定程序中存在与大量类似对象同时占用内存相关的内存消耗问题， 并且确保该问题无法使用其他更好的方式来解决。
2.享元（Flyweight） 类包含原始对象中部分能在多个对象中共享的状态。 同一享元对象可在许多不同情景中使用。 享元中存储的状态被称为 “内在状态”。 传递给享元方法的状态被称为 “外在状态”。
3.情景（Context） 类包含原始对象中各不相同的外在状态。 情景与享元对象组合在一起就能表示原始对象的全部状态。
4.通常情况下，原始对象的行为会保留在享元类中。 因此调用享元方法必须提供部分外在状态作为参数。 但你也可将行为移动到情景类中， 然后将连入的享元作为单纯的数据对象。
5.客户端（Client） 负责计算或存储享元的外在状态。 在客户端看来， 享元是一种可在运行时进行配置的模板对象， 具体的配置方式为向其方法中传入一些情景数据参数。
6.享元工厂（Flyweight Factory） 会对已有享元的缓存池进行管理。 有了工厂后， 客户端就无需直接创建享元， 它们只需调用工厂并向其传递目标享元的一些内在状态即可。 工厂会根据参数在之前已创建的享元中进行查找， 如果找到满足条件的享元就将其返回； 如果没有找到就根据参数新建享元。
3.6.4例子
本例中， 我们将渲染一片森林 （1,000,000 棵树）！ 每棵树都由包含一些状态的对象来表示 （坐标和纹理等）。 尽管程序能够完成其主要工作， 但很显然它需要消耗大量内存。
原因很简单： 太多树对象包含重复数据 （名称、 纹理和颜色）。 因此我们可用享元模式来将这些数值存储在单独的享元对象中 （ TreeType类）。 现在我们不再将相同数据存储在数千个 Tree对象中， 而是使用一组特殊的数值来引用其中一个享元对象。
客户端代码不会知道任何事情， 因为重用享元对象的复杂机制隐藏在了享元工厂中。
trees包
包含每棵树的独特状态
import java.awt.*;
public class Tree {
private int x;
private int y;
private TreeType type;
public Tree(int x, int y, TreeType type) {
this.x = x;
this.y = y;
this.type = type;
}
public void draw(Graphics g) {
type.draw(g, x, y);
}
}
包含多棵树共享的状态
import java.awt.*;
public class TreeType {
private String name;
private Color color;
private String otherTreeData;
public TreeType(String name, Color color, String otherTreeData) {
this.name = name;
this.color = color;
this.otherTreeData = otherTreeData;
}
public void draw(Graphics g, int x, int y) {
g.setColor(Color.BLACK);
g.fillRect(x - 1, y, 3, 5);
g.setColor(color);
g.fillOval(x - 5, y - 10, 10, 10);
}
}
封装创建享元的复杂机制
import java.awt.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class TreeFactory {
static Map<String, TreeType> treeTypes = new HashMap<>();
public static TreeType getTreeType(String name, Color color, String otherTreeData) {
TreeType result = treeTypes.get(name);
if (result == null) {
result = new TreeType(name, color, otherTreeData);
treeTypes.put(name, result);
}
return result;
}
public static int getTreeTypeSize(){
return treeTypes.size();
}
}
forest包
我们绘制的森林
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Forest extends JFrame {
private List<Tree> trees = new ArrayList<>();
public void plantTree(int x, int y, String name, Color color, String otherTreeData) {
TreeType type = TreeFactory.getTreeType(name, color, otherTreeData);
Tree tree = new Tree(x, y, type);
trees.add(tree);
}
@Override
public void paint(Graphics graphics) {
for (Tree tree : trees) {
tree.draw(graphics);
}
}
public int getTreesSize(){
return TreeFactory.getTreeTypeSize();
}
}
客户端
import java.awt.*;
public class Demo {
static int CANVAS_SIZE = 500;
static int TREES_TO_DRAW = 1000000;
static int TREE_TYPES = 2;
public static void main(String[] args) {
Forest forest = new Forest();
for (int i = 0; i < Math.floor(TREES_TO_DRAW / TREE_TYPES); i++) {
forest.plantTree(random(0, CANVAS_SIZE), random(0, CANVAS_SIZE),"Summer Oak", Color.GREEN, "Oak texture stub");
forest.plantTree(random(0, CANVAS_SIZE), random(0, CANVAS_SIZE),"Autumn Oak", Color.ORANGE, "Autumn Oak texture stub");
}
System.out.println("享元的数量："+forest.getTreesSize());
forest.setSize(CANVAS_SIZE, CANVAS_SIZE);
forest.setVisible(true);
System.out.println(TREES_TO_DRAW + " trees drawn");
System.out.println("---------------------");
System.out.println("Memory usage:");
System.out.println("Tree size (8 bytes) * " + TREES_TO_DRAW);
System.out.println("+ TreeTypes size (~30 bytes) * " + TREE_TYPES + "");
System.out.println("---------------------");
System.out.println("Total: " + ((TREES_TO_DRAW * 8 + TREE_TYPES * 30) / 1024 / 1024) +
"MB (instead of " + ((TREES_TO_DRAW * 38) / 1024 / 1024) + "MB)");
}
private static int random(int min, int max) {
return min + (int) (Math.random() * ((max - min) + 1));
}
}
结果
享元的数量：2
1000000 trees drawn
---------------------
Memory usage:
Tree size (8 bytes) * 1000000
+ TreeTypes size (~30 bytes) * 2
---------------------
Total: 7MB (instead of 36MB)
3.6.5 应用场景
仅在程序必须支持大量对象且没有足够的内存容量时使用享元模式。
应用该模式所获的收益大小取决于使用它的方式和情景。 它在下列情况中最有效：
- 程序需要生成数量巨大的相似对象
- 这将耗尽目标设备的所有内存
- 对象中包含可抽取且能在多个对象间共享的重复状态。
3.6.6 实现方式
- 将需要改写为享元的类成员变量拆分为两个部分：
- 内在状态： 包含不变的、 可在许多对象中重复使用的数据的成员变量。
- 外在状态： 包含每个对象各自不同的情景数据的成员变量
- 保留类中表示内在状态的成员变量， 并将其属性设置为不可修改。 这些变量仅可在构造函数中获得初始数值。
- 找到所有使用外在状态成员变量的方法， 为在方法中所用的每个成员变量新建一个参数， 并使用该参数代替成员变量。
- 你可以有选择地创建工厂类来管理享元缓存池， 它负责在新建享元时检查已有的享元。 如果选择使用工厂， 客户端就只能通过工厂来请求享元， 它们需要将享元的内在状态作为参数传递给工厂。
- 客户端必须存储和计算外在状态 （情景） 的数值， 因为只有这样才能调用享元对象的方法。 为了使用方便， 外在状态和引用享元的成员变量可以移动到单独的情景类中。
3.6.7 享元模式优缺点
优点:
如果程序中有很多相似对象， 那么你将可以节省大量内存。
缺点：
- 你可能需要牺牲执行速度来换取内存， 因为他人每次调用享元方法时都需要重新计算部分情景数据。
- 代码会变得更加复杂。 团队中的新成员总是会问： “为什么要像这样拆分一个实体的状态？”。
3.7 代理模式
代理模式是一种结构型设计模式， 让你能够提供对象的替代品或其占位符。 代理控制着对于原对象的访问， 并允许在将请求提交给对象前后进行一些处理。
代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对原对象的引用。通俗的来讲代理模式就是我们生活中常见的中介。
3.7.1 结构
1.服务接口（Service Interface） 声明了服务接口。 代理必须遵循该接口才能伪装成服务对象。
2.服务（Service） 类提供了一些实用的业务逻辑。
3.代理（Proxy） 类包含一个指向服务对象的引用成员变量。 代理完成其任务 （例如延迟初始化、 记录日志、 访问控制和缓存等） 后会将请求传递给服务对象。 通常情况下， 代理会对其服务对象的整个生命周期进行管理。
4.客户端（Client） 能通过同一接口与服务或代理进行交互， 所以你可在一切需要服务对象的代码中使用代理。
静态代理，动态代理，其中动态代理分为 JDK动态代理和CGLIB动态代理；
3.7.2 静态代理
在本例中， 代理模式有助于实现延迟初始化， 并对低效的第三方 YouTube 集成程序库进行缓存。
当你需要在无法修改代码的类上新增一些额外行为时， 代理模式的价值无可估量。
远程服务接口
public interface ThirdPartyYouTubeLib {
HashMap<String, Video> popularVideos();
Video getVideo(String videoId);
}
远程服务实现
public class ThirdPartyYouTubeClass implements ThirdPartyYouTubeLib {
@Override
public HashMap<String, Video> popularVideos() {
connectToServer("http://www.youtube.com");
return getRandomVideos();
}
@Override
public Video getVideo(String videoId) {
connectToServer("http://www.youtube.com/" + videoId);
return getSomeVideo(videoId);
}
// -----------------------------------------------------------------------
// Fake methods to simulate network activity. They as slow as a real life.
private int random(int min, int max) {
return min + (int) (Math.random() * ((max - min) + 1));
}
private void experienceNetworkLatency() {
int randomLatency = random(5, 10);
for (int i = 0; i < randomLatency; i++) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
private void connectToServer(String server) {
System.out.print("Connecting to " + server + "... ");
experienceNetworkLatency();
System.out.print("Connected!" + "\n");
}
private HashMap<String, Video> getRandomVideos() {
System.out.print("Downloading populars... ");
experienceNetworkLatency();
HashMap<String, Video> hmap = new HashMap<String, Video>();
hmap.put("catzzzzzzzzz", new Video("sadgahasgdas", "Catzzzz.avi"));
hmap.put("mkafksangasj", new Video("mkafksangasj", "Dog play with ball.mp4"));
hmap.put("dancesvideoo", new Video("asdfas3ffasd", "Dancing video.mpq"));
hmap.put("dlsdk5jfslaf", new Video("dlsdk5jfslaf", "Barcelona vs RealM.mov"));
hmap.put("3sdfgsd1j333", new Video("3sdfgsd1j333", "Programing lesson#1.avi"));
System.out.print("Done!" + "\n");
return hmap;
}
private Video getSomeVideo(String videoId) {
System.out.print("Downloading video... ");
experienceNetworkLatency();
Video video = new Video(videoId, "Some video title");
System.out.print("Done!" + "\n");
return video;
}
}
缓存代理
public class YouTubeCacheProxy implements ThirdPartyYouTubeLib {
private ThirdPartyYouTubeLib youtubeService;
private HashMap<String, Video> cachePopular = new HashMap<>();
private HashMap<String, Video> cacheAll = new HashMap<>();
public YouTubeCacheProxy() {
this.youtubeService = new ThirdPartyYouTubeClass();
}
@Override
public HashMap<String, Video> popularVideos() {
if (cachePopular.isEmpty()) {
cachePopular = youtubeService.popularVideos();
} else {
System.out.println("Retrieved list from cache.");
}
return cachePopular;
}
@Override
public Video getVideo(String videoId) {
Video video = cacheAll.get(videoId);
if (video == null) {
video = youtubeService.getVideo(videoId);
cacheAll.put(videoId, video);
} else {
System.out.println("Retrieved video '" + videoId + "' from cache.");
}
return video;
}
public void reset() {
cachePopular.clear();
cacheAll.clear();
}
}
视频文件
public class Video {
public String id;
public String title;
public String data;
Video(String id, String title) {
this.id = id;
this.title = title;
this.data = "Random video.";
}
}
媒体下载应用
public class YouTubeDownloader {
private ThirdPartyYouTubeLib api;
public YouTubeDownloader(ThirdPartyYouTubeLib api) {
this.api = api;
}
public void renderVideoPage(String videoId) {
Video video = api.getVideo(videoId);
System.out.println("\n-------------------------------");
System.out.println("Video page (imagine fancy HTML)");
System.out.println("ID: " + video.id);
System.out.println("Title: " + video.title);
System.out.println("Video: " + video.data);
System.out.println("-------------------------------\n");
}
public void renderPopularVideos() {
HashMap<String, Video> list = api.popularVideos();
System.out.println("\n-------------------------------");
System.out.println("Most popular videos on YouTube (imagine fancy HTML)");
for (Video video : list.values()) {
System.out.println("ID: " + video.id + " / Title: " + video.title);
}
System.out.println("-------------------------------\n");
}
}
客户端
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
YouTubeDownloader naiveDownloader = new YouTubeDownloader(new ThirdPartyYouTubeClass());
YouTubeDownloader smartDownloader = new YouTubeDownloader(new YouTubeCacheProxy());
long naive = test(naiveDownloader);
long smart = test(smartDownloader);
System.out.print("Time saved by caching proxy: " + (naive - smart) + "ms");
}
private static long test(YouTubeDownloader downloader) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
// User behavior in our app:
downloader.renderPopularVideos();
downloader.renderVideoPage("catzzzzzzzzz");
downloader.renderPopularVideos();
downloader.renderVideoPage("dancesvideoo");
// Users might visit the same page quite often.
downloader.renderVideoPage("catzzzzzzzzz");
downloader.renderVideoPage("someothervid");
long estimatedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
System.out.print("Time elapsed: " + estimatedTime + "ms\n");
return estimatedTime;
}
}
总结：
优点：可以做到在符合开闭原则的情况下对目标对象进行功能扩展。
缺点： 代理对象与目标对象要实现相同的接口，我们得为每一个服务都得创建代理类，工作量太大，不易管理。同时接口一旦发生改变，代理类也得相应修改。
3.7.3 JDK动态代理
动态代理有以下特点:
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)
代理类不用再实现接口了。但是，要求被代理对象必须有接口。
动态代理实现：
Java.lang.reflect.Proxy类可以直接生成一个代理对象
Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)生成一个代理对象
-
参数1:ClassLoader loader 代理对象的类加载器 一般使用被代理对象的类加载器
-
参数2:Class[] interfaces 代理对象的要实现的接口 一般使用的被代理对象实现的接口
-
参数3:InvocationHandler h (接口)执行处理类
InvocationHandler中的invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法：调用代理类的任何方法，此方法都会执行
-
参数3.1:代理对象(慎用)
-
参数3.2:当前执行的方法
-
参数3.3:当前执行的方法运行时传递过来的参数
买房举例：
创建服务接口
public interface BuyHouse {
void buyHosue();
}
实现服务接口
public class BuyHouseImpl implements BuyHouse {
@Override
public void buyHosue() {
System.out.println("我要买房");
}
}
动态处理类
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
private Object object;
public DynamicProxyHandler(final Object object) {
this.object = object;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("买房前准备");
Object result = method.invoke(object, args);
System.out.println("买房后装修");
return result;
}
}
测试类
public class DynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
BuyHouse buyHouse = new BuyHouseImpl();
BuyHouse proxyBuyHouse = (BuyHouse) Proxy.newProxyInstance(BuyHouse.class.getClassLoader(), new
Class[]{BuyHouse.class}, new DynamicProxyHandler(buyHouse));
proxyBuyHouse.buyHosue();
}
}
结果
买房前的装备工作
我要买房
买房后的收尾工作
**动态代理总结：**虽然相对于静态代理，动态代理大大减少了我们的开发任务，同时减少了对业务接口的依赖，降低了耦合度。但是还是有一点点小小的遗憾之处，那就是它始终无法摆脱仅支持interface代理的桎梏（我们要使用被代理的对象的接口），因为它的设计注定了这个遗憾。
3.7.4 CGLIB动态代理
CGLIB是一个强大的、高性能的代码生成库。其被广泛应用于AOP框架（Spring、dynaop）中，用以提供方法拦截操作。
CGLIB代理主要通过对字节码的操作，为对象引入间接级别，以控制对象的访问。我们知道Java中有一个动态代理也是做这个事情的，那我们为什么不直接使用Java动态代理，而要使用CGLIB呢？答案是CGLIB相比于JDK动态代理更加强大，JDK动态代理虽然简单易用，但是其有一个致命缺陷是，只能对接口进行代理。如果要代理的类为一个普通类、没有接口，那么Java动态代理就没法使用了。
CGLIB 原理：动态生成一个要代理类的子类，子类重写要代理的类的所有不是final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用，顺势织入横切逻辑。它比使用java反射的JDK动态代理要快。
CGLIB 底层：使用字节码处理框架ASM，来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用ASM，因为它要求你必须对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。
CGLIB缺点：对于final方法，无法进行代理。
举个例子
继续买房
public interface BuyHouse {
void buyHosue();
}
public class BuyHouseImpl implements BuyHouse {
@Override
public void buyHosue() {
System.out.println("我要买房");
}
}
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
private Object target;
public Object getInstance(final Object target) {
this.target = target;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
enhancer.setCallback(this);
return enhancer.create();
}
@Override
public Object intercept(Object object, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("买房前准备");
Object result = methodProxy.invokeSuper(object, args);
System.out.println("买房后装修");
return result;
}
}
测试：
public class CglibProxyTest {
public static void main(String[] args) {
BuyHouse buyHouse = new BuyHouseImpl();
CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
BuyHouseImpl buyHouseCglibProxy = (BuyHouseImpl) cglibProxy.getInstance(buyHouse);
buyHouseCglibProxy.buyHosue();
}
}
输入结果：
买房前准备
我要买房
买房后装修
Process finished with exit code 0
Enhancer可能是CGLIB中最常用的一个类，和Java1.3动态代理中引入的Proxy类差不多(如果对Proxy不懂，可以参考这里)。和Proxy不同的是，Enhancer既能够代理普通的class，也能够代理接口。Enhancer创建一个被代理对象的子类并且拦截所有的方法调用（包括从Object中继承的toString和hashCode方法）。Enhancer不能够拦截final方法，例如Object.getClass()方法，这是由于Java final方法语义决定的。基于同样的道理，Enhancer也不能对fianl类进行代理操作。
MethodInterceptor 拦截器
一句话：Enhancer 代理原始对象生成子类，并用拦截器拦截非final和static方法进行增强。
具体Cglib可以参考这个大神的博客：
https://blog.csdn.net/qq_33661044/article/details/79767596
参考博客：
https://refactoringguru.cn/design-patterns/proxy
https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
https://blog.csdn.net/qq_33661044/article/details/79767596
4. 行为型模式
类模式负责对象间的高效沟通和职责委派。
4.1 责任链模式
责任链模式是一种行为设计模式， 允许你将请求沿着处理者链进行发送。 收到请求后， 每个处理者均可对请求进行处理， 或将其传递给链上的下个处理者。
如果有多个对象有机会处理请求，责任链可使请求的发送者和接受者解耦，请求沿着责任链传递，直到有一个对象处理了它为止。
4.1.1 结构
1.处理者（Handler） 声明了所有具体处理者的通用接口。 该接口通常仅包含单个方法用于请求处理， 但有时其还会包含一个设置链上下个处理者的方法。
2.基础处理者（Base Handler） 是一个可选的类， 你可以将所有处理者共用的样本代码放置在其中。
通常情况下， 该类中定义了一个保存对于下个处理者引用的成员变量。 客户端可通过将处理者传递给上个处理者的构造函数或设定方法来创建链。 该类还可以实现默认的处理行为： 确定下个处理者存在后再将请求传递给它。
3.具体处理者 （Concrete Handlers） 包含处理请求的实际代码。 每个处理者接收到请求后， 都必须决定是否进行处理， 以及是否沿着链传递请求。
处理者通常是独立且不可变的， 需要通过构造函数一次性地获得所有必要地数据。
4.（Client） 可根据程序逻辑一次性或者动态地生成链。 值得注意的是， 请求可发送给链上的任意一个处理者， 而非必须是第一个处理者。
参考博客：https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
https://refactoringguru.cn/design-patterns/catalog
//待完善
4.2命令模式
4.3迭代器模式
4.4中介者模式
4.5备忘录模式
4.6观察者模式
4.7状态模式
4.8策略模式
4.9模板方法模式
4.10访问者模式
5. 其他
聚合：对象 A 包含对象 B； B 可以独立于 A 存在。
组合：对象 A 由对象 B 构成； A 负责管理 B 的生命周期。 B 无法独立于 A 存在。
参考博客
https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142
https://refactoringguru.cn/design-patterns/bridge
https://blog.csdn.net/qq_33661044/article/details/79767596
https://refactoringguru.cn/design-patterns/proxy
https://refactoringguru.cn/design-patterns/catalog