设计模式

一、设计模式

为什么引入设计模式

项目的业务是在不断变化迭代，引入设计模式的前提，就是在变化的需求中，找到那些稳定的部分。当代码在变化的过程中能够找到稳定的部分，才有引入设计模式的价值。

二、23种设计模式

1、单例设计模式

保证对象唯一性，不允许使用new来创建该类对象。在该类中创建一个实例，对外提供一个方法进行获取该对象。

单例分类

• 饿汉式单例设计模式

  //饿汉式（静态变量）
  class Singleton {
      //私有化构造器，外部不能new
      private Singleton() {
      }
  
      //本类内部创建对象实例
      private final static Singleton instance = new Singleton();
  
      //提供一个公有的静态方法，返回实例对象
      public static Singleton getInstance() {
          return instance;
      }
  }
  

• 懒汉式（延时加载）单例设计模式

  //懒汉式（线程安全）
  class Singleton {
      private Singleton() {
      }
  
      private static Singleton instance;
  
      public static synchronized Singleton getInstance() {
          if (instance == null) {
              instance = new Singleton();
          }
          return instance;
      }
  }
  

• 懒汉式改进版——双重锁（双重判断加同步锁）

  //懒汉式（双重检查）
  class Singleton {
      private Singleton() {
      }
  	// volatile：一有修改就更新到主存里边去
      private static volatile Singleton instance;
  
      public static Singleton getInstance() {
          if (instance == null) {
              synchronized (Singleton.class) {
                  if (instance == null) {
                      instance = new Singleton();
                  }
              }
          }
          return instance;
      }
  }
  

2、代理模式

为了保证行为的一致性，代理类和委托类通常会实现相同的接口。所以在调用者来看，两者是一样的。

通过代理类能有效控制对委托类对象的直接访问，可以很好地隐藏和保护委托类对象。

3、建造者模式

Builder模式，将一个复杂对象的创建，与它的表示进行分离，使得同样的构建过程，可以产生不同的表示。

场景：

需要构建的对象具有复杂的内部结构；

内部属性本身相互依赖；

Builder模式的变种，将对象的成员属性设置为final，不提供setter方法，而是在对象内部定义内部静态类Builder，通过构建Builder来进行对成员属性的赋值操作。

4、工厂方法模式

工厂方法模式（Factory Method）

定义一个用于创建对象的接口，让子类去决定实例化哪一个类。该模式将类的实例化延时到子类去执行。

5、责任链模式

为请求创建了一个接受者对象的链。是一种线性的数据结构。一个请求的处理需要多个对象中的一个或多个协助处理。可以控制先后顺序。

6、装饰器模式

装饰器模式 Decorator

在不改变现在方法的基础上，继承后扩展自己的方法。扩展一个类的功能，或者给一个类添加附加职责。

解读：

原本有一个类写了一个方法，但不满足我现有需求，我需要在其基础之上进行扩展。

1 那么就使用该模式，重新定义一个抽象类继承该类；

2 定义实现类，重写父类方法，增加自定义需求。

案例：

7、策略模式

策略模式 Strategy

定义了算法簇，分别封装起来，让他们之间可以相互替换。

案例：

在进行设备统计时，每一种设备需要统计的数据各不相同，即统计算法不一样。所以抽离一个共性统计方法，定义设备类型，具体统计算法由各子类实现。那么在获取设备统计controller接口提供统一入口，根据设备类型枚举项动态获取是统计哪一类设备数据。

8、模板方法模式

模板方法就是当系统中出现同一个功能多处在开发，而该功能中大部分代码是一样的，只有其中部分可能不同的时候使用的一种抽象方法。

定义一个操作的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。子类实现后再不改变原有算法的结构，即可重新定义某些特定步骤。

解读：

对于那些模板定式结构的方法，抽象一个父类规范方法算法骨架，核心逻辑代码交由子类去实现。

案例：

netty服务端启动类，子类实现管道中添加自定义handler。

使用步骤：

1. 定义一个抽象类；
2. 定义两个方法：一个是模板方法存放相同代码部分，一个是抽象方法具体的方法交给子类实现；
3. 子类继承抽象类，重写抽象方法。

9、门面模式

门面模式（外观模式 facade）

为子系统中的一组接口提供一个一致的接口。

Facade模式定义了一个高层接口，使得使用子系统一系列的接口更便捷。

案例：

subway-site-device模块，提供调用各种设备的统一入口，具体设备的建立连接，由该模块来进行实现，使得调用者只需关注site-device模块即可。而后续对设备的替换变更，都于用户来说是透明不可见的，不受影响。

10、观察者模式

观察者模式 Onserver

定义了对象中的一对多依赖，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，当主题对象发生变化时，它的所有依赖者都是收到通知并更新。

优点：

11、适配器模式

适配器模式 Adapter

将一个类的接口转换为客户希望的另一个接口。

Adapter模式使得原来由于接口不兼容而不能一起工作的那些类，可以一起工作。

有两种：Object Adaper，Class Adaper

对象的Adaper模式是采用组合的形式，而类的Adaper模式是采用继承。

12、享元模式

运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。

优点：

如果系统中有大量类似的对象，可以节约大量的内存和CPU资源。

解读：

各种中间件的连接池，还有类中初始化定义的Map结构，当某一对象创建过一次后存储起来，下次再次调用时直接获取，不用重新创建，实现共享对象。

案例：