java 設計模式學習

来源:http://www.cnblogs.com/huocong/archive/2016/01/19/maowang.html
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設計模式（Design Patterns） ——可復用面向對象軟體的基礎設計模式（Design pattern）是一套被反覆使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設計模式於己於他人於系統都是多贏的，設...


設計模式（Design Patterns）

                                  ——可復用面向對象軟體的基礎

設計模式（Design pattern）是一套被反覆使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設計模式於己於他人於系統都是多贏的，設計模式使代碼編製真正工程化，設計模式是軟體工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。項目中合理的運用設計模式可以完美的解決很多問題，每種模式在現在中都有相應的原理來與之對應，每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重覆發生的問題，以及該問題的核心解決方案，這也是它能被廣泛應用的原因。本章系Java之美[從菜鳥到高手演變]系列之設計模式，我們會以理論與實踐相結合的方式來進行本章的學習，希望廣大程式愛好者，學好設計模式，做一個優秀的軟體工程師！

一、設計模式的分類

總體來說設計模式分為三大類：

創建型模式，共五種：工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式。

結構型模式，共七種：適配器模式、裝飾器模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式。

行為型模式，共十一種：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。

其實還有兩類：併發型模式和線程池模式。

 

二、設計模式的六大原則

1、開閉原則（Open Close Principle）

開閉原則就是說對擴展開放，對修改關閉。在程式需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實現一個熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程式的擴展性好，易於維護和升級。想要達到這樣的效果，我們需要使用介面和抽象類，後面的具體設計中我們會提到這點。

2、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）

里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向對象設計的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。 LSP是繼承復用的基石，只有當衍生類可以替換掉基類，軟體單位的功能不受到影響時，基類才能真正被覆用，而衍生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充。實現“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關係就是抽象化的具體實現，所以里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規範。—— From Baidu 百科

3、依賴倒轉原則（Dependence Inversion Principle）

這個是開閉原則的基礎，具體內容：真對介面編程，依賴於抽象而不依賴於具體。

4、介面隔離原則（Interface Segregation Principle）

這個原則的意思是：使用多個隔離的介面，比使用單個介面要好。還是一個降低類之間的耦合度的意思，從這兒我們看出，其實設計模式就是一個軟體的設計思想，從大型軟體架構出發，為了升級和維護方便。所以上文中多次出現：降低依賴，降低耦合。

5、迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）

為什麼叫最少知道原則，就是說：一個實體應當儘量少的與其他實體之間發生相互作用，使得系統功能模塊相對獨立。

6、合成復用原則（Composite Reuse Principle）

原則是儘量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。

以上參考 http://www.cnblogs.com/maowang1991/archive/2013/04/15/3023236.html

三、工廠模式，抽象工廠模式，單例模式

1、工廠模式    

實體類的抽象介面

public interface Sender {


public void Send();
}

實體類的實現一

public class MailSender implements Sender {

@Override
public void Send() {

System.out.println("this is mailsender!");
}

}

實體類實現二

public class SmsSender implements Sender {

@Override
public void Send() {
System.out.println("this is sms sender!");

}

}

工廠實體類

public class SendFactory {

public Sender produce (String type){

if("mail".equals(type)){

return new MailSender();
} else if ("sms".equals(type)){

return new SmsSender();
}else{
System.out.println("請輸入正確的類型！");
return null;

}



}

 

 

工廠測試類

public class FactoryTest {

public static void main(String[] args) {

SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produce("ss");
sender.Send();

}

}

 

二、抽象工廠  

   在上面的例子上把工廠類創建一個抽象工廠，在實現工廠時對應相應的實體類。這樣就可以實現擴展的時候不用修改原來的代碼，並對應了閉包原則。

 

在提供一個介面：

 
  1. public interface Provider {  
  2.     public Sender produce();  
  3. }  

 

兩個工廠類：

 
  1. public class SendMailFactory implements Provider {  
  2.       
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce(){  
  5.         return new MailSender();  
  6.     }  
  7. }  
 
  1. public class SendSmsFactory implements Provider{  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public Sender produce() {  
  5.         return new SmsSender();  
  6.     }  
  7. }  

 

測試類：

 

public class Test {  

 public static void main(String[] args) {  

   Provider provider = new SendMailFactory();  

       Sender sender = provider.produce();  

        sender.Send();  

    }  

}  

四、單例模式

線程安全的單例模式實現有幾種思路，個人認為第2種方案最優雅：、餓漢式、藉助內部類、普通加鎖解決、雙重檢測，但要註意寫法,如果單體模式繼續擴展為N元單體模式，那就是對象池模式了  

1、餓漢式單例

 

 
public class Singleton {
   private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();

 

   private Singleton() { }

   public static Singleton getInstance() {
      return INSTANCE;
   }
}

 

2、藉助內部類
屬於懶漢式單例，因為Java機制規定，內部類SingletonHolder只有在getInstance()方法第一次調用的時候才會被載入（實現了lazy），而且其載入過程是線程安全的。內部類載入的時候實例化一次instance。

 

 
public class Singleton {

   private Singleton() { }

 

   private static class SingletonHolder {
      private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
   }

   public static Singleton getInstance() {
      return SingletonHolder.INSTANCE;
   }
}

 

3、普通加鎖解決

 

 
public class Singleton {
   private static Singleton instance = null;

 

   private Singleton() { }

   public static synchronized Singleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         instance = new Singleton();
      }

      return instance;
   }
}

 

雖然解決了線程安全問題，但是每個線程調用getInstance都要加鎖，我們想要只在第一次調用getInstance時加鎖，請看下麵的雙重檢測方案

4、雙重檢測，但要註意寫法

 

 
public class Singleton {
   private static Singleton instance = null;

 

   private Singleton() { }

   public static Singleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         synchronzied(Singleton.class) {
            Singleton temp = instance;
            if(temp == null) {
               temp = new Singleton();
               instance = temp
            }
         }
      }

      return instance;
   }
}

由於指令重排序問題，所以不可以直接寫成下麵這樣：
public class Singleton {
   private static Singleton instance = null;

   private Singleton() { }

   public static Singleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         synchronzied(Singleton.class) {
            if(instance == null) {
               instance = new Singleton();
            }
         }
      }

      return instance;
   }
}

但是如果instance實例變數用volatile修飾就可以了，volatile修飾的話就可以確保instance = new Singleton();對應的指令不會重排序，如下的單例代碼也是線程安全的：
public class Singleton {
   private static volatile Singleton instance = null;

   private Singleton() { }

   public static Singleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         synchronzied(Singleton.class) {
            if(instance == null) {
               instance = new Singleton();
            }
         }
      }

      return instance;
   }
}

 

 

 


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