设计模式

常用设计模式

什么是设计模式?

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决方案,这也是它能被广泛应用的原因。本章系Java之美[从菜鸟到高手演变]系列之设计模式,我们会以理论与实践相结合的方式来进行本章的学习,希望广大程序爱好者,学好设计模式,做一个优秀的软件工程师!

设计模式的分类?

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。

结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

其实还有两类:并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下:

 

创建型模式
前面讲过,社会化的分工越来越细,自然在软件设计方面也是如此,因此对象的创建和对象的使用分开也就成为了必然趋势。因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源,所以单独对对象的创建进行研究,从而能够高效地创建对象就是创建型模式要探讨的问题。这里有6个具体的创建型模式可供研究,它们分别是:

简单工厂模式(Simple Factory)
工厂方法模式(Factory Method)
抽象工厂模式(Abstract Factory)
创建者模式(Builder)
原型模式(Prototype)
单例模式(Singleton)
说明:严格来说,简单工厂模式不是GoF总结出来的23种设计模式之一。

结构型模式
在解决了对象的创建问题之后,对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发人员关注的焦点,因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。对象结构的设计很容易体现出设计人员水平的高低,这里有7个具体的结构型模式可供研究,它们分别是:

外观模式/门面模式(Facade门面模式)
适配器模式(Adapter)
代理模式(Proxy)
装饰模式(Decorator)
桥梁模式/桥接模式(Bridge)
组合模式(Composite)
享元模式(Flyweight)

行为型模式
在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后,就剩下对象的行为问题了,如果对象的行为设计的好,那么对象的行为就会更清晰,它们之间的协作效率就会提高,这里有11个具体的行为型模式可供研究,它们分别是:

模板方法模式(Template Method)
观察者模式(Observer)
状态模式(State)
策略模式(Strategy)
职责链模式(Chain of Responsibility)
命令模式(Command)
访问者模式(Visitor)
调停者模式(Mediator)
备忘录模式(Memento)
迭代器模式(Iterator)
解释器模式(Interpreter)

设计模式的六大原则

1、开闭原则(Open Close Principle)

开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。

5、迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

为什么叫最少知道原则,就是说:一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

模式

什么是单例模式?

单例保证一个对象JVM中只能有一个实例,常见单例 懒汉式、饿汉式

什么是懒汉式,就是需要的才会去实例化,线程不安全。

什么是饿汉式,就是当class文件被加载的时候,初始化,天生线程安全。

单例写法

懒汉式代码

 

class SingletonTest {

public static void main(String[] args) {

Singleton sl1 = Singleton.getSingleton();

Singleton sl2 = Singleton.getSingleton();

System.out.println(sl1 == sl2);

}

}

 

public class Singleton {

// 当需要的才会被实例化

private static Singleton singleton;

private Singleton() {

}

synchronized public static Singleton getSingleton() {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

return singleton;

}

}

 

双重检验
// 懒汉式 第二种写法 效率高    双重检验锁

static public Singleton getSingleton2() {

 

if (singleton == null) { // 第一步检验锁

synchronized (Singleton.class) {  // 第二步检验锁

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

 

}

}

 

return singleton;

}

 

饿汉代码
class SingletonTest1 {

public static void main(String[] args) {

Singleton1 sl1 = Singleton1.getSingleton();

Singleton1 sl2 = Singleton1.getSingleton();

System.out.println((sl1 == sl2)+“-“);

}

}

public class Singleton1 {

//当class 文件被加载初始化

private static Singleton1 singleton = new Singleton1();

private Singleton1() {

}

public static Singleton1 getSingleton() {

return singleton;

}

 

}

 

 

工厂模式

什么工厂模式?

实现创建者和调用者分离

 简单工厂

 

interface Car {

void run();

}

 

class AoDi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“我是奥迪….”);

}

 

}

 

class BenChi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“我是奔驰….”);

}

 

}

 

class CarFactory {

public static Car createCar(String name) {

Car car = null;

switch (name) {

case “奥迪”:

car = new AoDi();

break;

case “奔驰”:

car = new BenChi();

break;

default:

break;

}

return car;

}

 

}

 

public class Test002 {

 

public static void main(String[] args) {

Car car = CarFactory.createCar(“奔驰”);

car.run();

}

 

}

 

工厂方法

public interface Car {

 

public void run();

 

}

 

public class AoDi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“奥迪….”);

}

 

}

 

 

 

public class BenChi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“奔驰….”);

}

 

}

 

 

 

 

interface Car {

void run();

}

 

class AoDi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“我是奥迪….”);

}

 

}

 

class BenChi implements Car {

 

@Override

public void run() {

System.out.println(“我是奔驰….”);

}

 

}

 

class BenChiFactory {

 

public static Car createCar() {

return new BenChi();

}

}

 

class AoDiFactory {

 

public static Car createCar() {

return new AoDi();

}

}

 

public class Test002 {

 

public static void main(String[] args) {

// Car car = CarFactory.createCar(“奔驰”);

// car.run();

Car aodi = AoDiFactory.createCar();

Car benchi = BenChiFactory.createCar();

aodi.run();

benchi.run();

}

 

} 

 

 

代理模式

什么是代理?

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。

 

 

代理应用场景

安全代理 可以屏蔽真实角色

远程代理 远程调用代理类RMI

延迟加载 先加载轻量级代理类,真正需要在加载真实

代理分类

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

静态代理需要自己生成代理类

public class XiaoMing implements Hose {

@Override

public void mai() {

System.out.println(“我是小明,我要买房啦!!!!haha “);

}

}

class Proxy  implements Hose {

private XiaoMing xiaoMing;

public Proxy(XiaoMing xiaoMing) {

this.xiaoMing = xiaoMing;

}

public void mai() {

System.out.println(“我是中介 看你买房开始啦!”);

xiaoMing.mai();

System.out.println(“我是中介 看你买房结束啦!”);

}

public static void main(String[] args) {

Hose proxy = new Proxy(new XiaoMing());

proxy.mai();

}

}

 

JDK动态代理(不需要生成代理类)

实现InvocationHandler 就可以了。

public interface Hose {

 

/**

*

@methodDesc: 功能描述:(买房代理)

@author: 余胜军

@param:

@createTime:2017年8月27日 上午2:54:34

@returnType: void

@copyright:上海每特教育科技有限公司

*/

public void mai();

 

}

 

 

public class XiaoMing implements Hose {

 

@Override

public void mai() {

System.out.println(“我是小明,我要买房啦!!!!haha “);

}

 

}

 

public class JDKProxy implements InvocationHandler {

private Object tarjet;

 

public JDKProxy(Object tarjet) {

this.tarjet = tarjet;

}

 

@Override

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

System.out.println(“我是房产中介…..开始监听你买房啦!”);

Object oj = method.invoke(tarjet, args);

System.out.println(“我是房产中介…..结束监听你买房啦!”);

return oj;

 

}

 

}

 

class Test222 {

public static void main(String[] args) {

XiaoMing xiaoMing = new XiaoMing();

JDKProxy jdkProxy = new JDKProxy(xiaoMing);

Hose hose=(Hose) Proxy.newProxyInstance(xiaoMing.getClass().getClassLoader(), xiaoMing.getClass().getInterfaces(), jdkProxy);

hose.mai();

}

 

}

 

CGLIB动态代理

实现

 

import java.lang.reflect.Method;

 

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;

import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

 

public class Cglib implements MethodInterceptor {

 

@Override

public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxythrows Throwable {

System.out.println(“我是买房中介 , 开始监听你买房了….”);

Object invokeSuper = methodProxy.invokeSuper(oargs);

System.out.println(“我是买房中介 , 开结束你买房了….”);

return invokeSuper;

 

}

 

}

 

class Test22222 {

public static void main(String[] args) {

Cglib cglib = new Cglib();

Enhancer enhancer = new Enhancer();

enhancer.setSuperclass(XiaoMing.class);

enhancer.setCallback(cglib);

Hose hose = (Hose) enhancer.create();

hose.mai();

}

}

 

 

CGLIB与JDK动态代理区别

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。而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。
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

 

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