設(shè)計(jì)模式是軟件開(kāi)發(fā)人員在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中面臨的一般問(wèn)題的解決方案。這些解決方案是眾多軟件開(kāi)發(fā)人員經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間的試驗(yàn)和錯(cuò)誤總結(jié)出來(lái)的捣染。

設(shè)計(jì)模式是一套被反復(fù)使用的、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過(guò)分類(lèi)編目的芝加、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。使用設(shè)計(jì)模式是為了重用代碼射窒、讓代碼更容易被他人理解藏杖、保證代碼可靠性。 毫無(wú)疑問(wèn)脉顿，設(shè)計(jì)模式于己于他人于系統(tǒng)都是多贏的蝌麸，設(shè)計(jì)模式使代碼編制真正工程化，設(shè)計(jì)模式是軟件工程的基石弊予，如同大廈的一塊塊磚石一樣祥楣。項(xiàng)目中合理地運(yùn)用設(shè)計(jì)模式可以完美地解決很多問(wèn)題，每種模式在現(xiàn)實(shí)中都有相應(yīng)的原理來(lái)與之對(duì)應(yīng)汉柒，每種模式都描述了一個(gè)在我們周?chē)粩嘀貜?fù)發(fā)生的問(wèn)題误褪，以及該問(wèn)題的核心解決方案，這也是設(shè)計(jì)模式能被廣泛應(yīng)用的原因碾褂。

一兽间、單例模式，比如只有數(shù)據(jù)庫(kù)連接的唯一一個(gè)實(shí)例

1正塌、單例類(lèi)只能有一個(gè)實(shí)例嘀略。

2恤溶、單例類(lèi)必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例。

3帜羊、單例類(lèi)必須給所有其他對(duì)象提供這一實(shí)例咒程。

介紹

意圖：保證一個(gè)類(lèi)僅有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪問(wèn)它的全局訪問(wèn)點(diǎn)讼育。

主要解決：一個(gè)全局使用的類(lèi)頻繁地創(chuàng)建與銷(xiāo)毀帐姻。

何時(shí)使用：當(dāng)您想控制實(shí)例數(shù)目，節(jié)省系統(tǒng)資源的時(shí)候奶段。

如何解決：判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)有這個(gè)單例饥瓷，如果有則返回，如果沒(méi)有則創(chuàng)建痹籍。

關(guān)鍵代碼：構(gòu)造函數(shù)是私有的呢铆。

應(yīng)用實(shí)例：?1、一個(gè)黨只能有一個(gè)書(shū)記蹲缠。 2棺克、Windows 是多進(jìn)程多線程的，在操作一個(gè)文件的時(shí)候吼砂，就不可避免地出現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程或線程同時(shí)操作一個(gè)文件的現(xiàn)象逆航，所以所有文件的處理必須通過(guò)唯一的實(shí)例來(lái)進(jìn)行。 3渔肩、一些設(shè)備管理器常常設(shè)計(jì)為單例模式因俐，比如一個(gè)電腦有兩臺(tái)打印機(jī)，在輸出的時(shí)候就要處理不能兩臺(tái)打印機(jī)打印同一個(gè)文件周偎。

優(yōu)點(diǎn)：?1抹剩、在內(nèi)存里只有一個(gè)實(shí)例，減少了內(nèi)存的開(kāi)銷(xiāo)蓉坎，尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷(xiāo)毀實(shí)例（比如管理學(xué)院首頁(yè)頁(yè)面緩存）澳眷。 2、避免對(duì)資源的多重占用（比如寫(xiě)文件操作）蛉艾。

缺點(diǎn)：沒(méi)有接口钳踊，不能繼承，與單一職責(zé)原則沖突勿侯，一個(gè)類(lèi)應(yīng)該只關(guān)心內(nèi)部邏輯拓瞪，而不關(guān)心外面怎么樣來(lái)實(shí)例化。

使用場(chǎng)景：?1助琐、要求生產(chǎn)唯一序列號(hào)祭埂。 2、WEB 中的計(jì)數(shù)器兵钮，不用每次刷新都在數(shù)據(jù)庫(kù)里加一次蛆橡，用單例先緩存起來(lái)舌界。 3、創(chuàng)建的一個(gè)對(duì)象需要消耗的資源過(guò)多泰演，比如 I/O 與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接等呻拌。

注意事項(xiàng)：getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時(shí)進(jìn)入造成 instance 被多次實(shí)例化。

二睦焕、工廠模式

介紹

意圖：定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口柏锄，讓其子類(lèi)自己決定實(shí)例化哪一個(gè)工廠類(lèi)，工廠模式使其創(chuàng)建過(guò)程延遲到子類(lèi)進(jìn)行复亏。

主要解決：主要解決接口選擇的問(wèn)題。

何時(shí)使用：我們明確地計(jì)劃不同條件下創(chuàng)建不同實(shí)例時(shí)缭嫡。

如何解決：讓其子類(lèi)實(shí)現(xiàn)工廠接口缔御，返回的也是一個(gè)抽象的產(chǎn)品。

關(guān)鍵代碼：創(chuàng)建過(guò)程在其子類(lèi)執(zhí)行妇蛀。

應(yīng)用實(shí)例：?1耕突、您需要一輛汽車(chē)，可以直接從工廠里面提貨评架，而不用去管這輛汽車(chē)是怎么做出來(lái)的眷茁，以及這個(gè)汽車(chē)?yán)锩娴木唧w實(shí)現(xiàn)。 2纵诞、Hibernate 換數(shù)據(jù)庫(kù)只需換方言和驅(qū)動(dòng)就可以上祈。

優(yōu)點(diǎn)：?1、一個(gè)調(diào)用者想創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象浙芙，只要知道其名稱就可以了登刺。 2、擴(kuò)展性高嗡呼，如果想增加一個(gè)產(chǎn)品纸俭，只要擴(kuò)展一個(gè)工廠類(lèi)就可以。 3南窗、屏蔽產(chǎn)品的具體實(shí)現(xiàn)揍很，調(diào)用者只關(guān)心產(chǎn)品的接口。

缺點(diǎn)：每次增加一個(gè)產(chǎn)品時(shí)万伤，都需要增加一個(gè)具體類(lèi)和對(duì)象實(shí)現(xiàn)工廠窒悔，使得系統(tǒng)中類(lèi)的個(gè)數(shù)成倍增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度壕翩，同時(shí)也增加了系統(tǒng)具體類(lèi)的依賴蛉迹。這并不是什么好事。

使用場(chǎng)景：?1放妈、日志記錄器：記錄可能記錄到本地硬盤(pán)北救、系統(tǒng)事件荐操、遠(yuǎn)程服務(wù)器等，用戶可以選擇記錄日志到什么地方珍策。 2托启、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，當(dāng)用戶不知道最后系統(tǒng)采用哪一類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)攘宙，以及數(shù)據(jù)庫(kù)可能有變化時(shí)屯耸。 3、設(shè)計(jì)一個(gè)連接服務(wù)器的框架蹭劈，需要三個(gè)協(xié)議疗绣，"POP3"、"IMAP"铺韧、"HTTP"多矮，可以把這三個(gè)作為產(chǎn)品類(lèi)，共同實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口哈打。

注意事項(xiàng)：作為一種創(chuàng)建類(lèi)模式塔逃，在任何需要生成復(fù)雜對(duì)象的地方，都可以使用工廠方法模式料仗。有一點(diǎn)需要注意的地方就是復(fù)雜對(duì)象適合使用工廠模式湾盗，而簡(jiǎn)單對(duì)象，特別是只需要通過(guò) new 就可以完成創(chuàng)建的對(duì)象立轧，無(wú)需使用工廠模式格粪。如果使用工廠模式，就需要引入一個(gè)工廠類(lèi)肺孵，會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度匀借。

三、策略者模式

介紹

意圖：定義一系列的算法,把它們一個(gè)個(gè)封裝起來(lái), 并且使它們可相互替換平窘。

主要解決：在有多種算法相似的情況下吓肋，使用 if...else 所帶來(lái)的復(fù)雜和難以維護(hù)。

何時(shí)使用：一個(gè)系統(tǒng)有許多許多類(lèi)瑰艘，而區(qū)分它們的只是他們直接的行為是鬼。

如何解決：將這些算法封裝成一個(gè)一個(gè)的類(lèi)，任意地替換紫新。

關(guān)鍵代碼：實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口均蜜。

應(yīng)用實(shí)例：?1、諸葛亮的錦囊妙計(jì)芒率，每一個(gè)錦囊就是一個(gè)策略囤耳。 2、旅行的出游方式，選擇騎自行車(chē)充择、坐汽車(chē)德玫，每一種旅行方式都是一個(gè)策略。 3椎麦、JAVA AWT 中的 LayoutManager宰僧。

優(yōu)點(diǎn)：?1、算法可以自由切換观挎。 2琴儿、避免使用多重條件判斷。 3嘁捷、擴(kuò)展性良好造成。

缺點(diǎn)：?1、策略類(lèi)會(huì)增多雄嚣。 2谜疤、所有策略類(lèi)都需要對(duì)外暴露。

使用場(chǎng)景：?1现诀、如果在一個(gè)系統(tǒng)里面有許多類(lèi)，它們之間的區(qū)別僅在于它們的行為履肃，那么使用策略模式可以動(dòng)態(tài)地讓一個(gè)對(duì)象在許多行為中選擇一種行為仔沿。 2、一個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地在幾種算法中選擇一種尺棋。 3封锉、如果一個(gè)對(duì)象有很多的行為，如果不用恰當(dāng)?shù)哪Ｊ奖烀@些行為就只好使用多重的條件選擇語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)成福。

注意事項(xiàng)：如果一個(gè)系統(tǒng)的策略多于四個(gè)，就需要考慮使用混合模式荆残，解決策略類(lèi)膨脹的問(wèn)題奴艾。

四、觀察者模式

介紹

意圖：定義對(duì)象間的一種一對(duì)多的依賴關(guān)系内斯，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)蕴潦，所有依賴于它的對(duì)象都得到通知并被自動(dòng)更新。

主要解決：一個(gè)對(duì)象狀態(tài)改變給其他對(duì)象通知的問(wèn)題俘闯，而且要考慮到易用和低耦合潭苞，保證高度的協(xié)作睬涧。

何時(shí)使用：一個(gè)對(duì)象（目標(biāo)對(duì)象）的狀態(tài)發(fā)生改變响逢，所有的依賴對(duì)象（觀察者對(duì)象）都將得到通知，進(jìn)行廣播通知士聪。

如何解決：使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，可以將這種依賴關(guān)系弱化蝗碎。

關(guān)鍵代碼：在抽象類(lèi)里有一個(gè) ArrayList 存放觀察者們湖笨。

應(yīng)用實(shí)例：?1、拍賣(mài)的時(shí)候衍菱，拍賣(mài)師觀察最高標(biāo)價(jià)赶么，然后通知給其他競(jìng)價(jià)者競(jìng)價(jià)。 2脊串、西游記里面悟空請(qǐng)求菩薩降服紅孩兒辫呻，菩薩灑了一地水招來(lái)一個(gè)老烏龜，這個(gè)烏龜就是觀察者琼锋，他觀察菩薩灑水這個(gè)動(dòng)作放闺。

優(yōu)點(diǎn)：?1、觀察者和被觀察者是抽象耦合的缕坎。 2怖侦、建立一套觸發(fā)機(jī)制。

缺點(diǎn)：?1谜叹、如果一個(gè)被觀察者對(duì)象有很多的直接和間接的觀察者的話匾寝，將所有的觀察者都通知到會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間。 2荷腊、如果在觀察者和觀察目標(biāo)之間有循環(huán)依賴的話艳悔，觀察目標(biāo)會(huì)觸發(fā)它們之間進(jìn)行循環(huán)調(diào)用，可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰女仰。 3猜年、觀察者模式?jīng)]有相應(yīng)的機(jī)制讓觀察者知道所觀察的目標(biāo)對(duì)象是怎么發(fā)生變化的，而僅僅只是知道觀察目標(biāo)發(fā)生了變化疾忍。

使用場(chǎng)景：

一個(gè)抽象模型有兩個(gè)方面乔外，其中一個(gè)方面依賴于另一個(gè)方面。將這些方面封裝在獨(dú)立的對(duì)象中使它們可以各自獨(dú)立地改變和復(fù)用一罩。

一個(gè)對(duì)象的改變將導(dǎo)致其他一個(gè)或多個(gè)對(duì)象也發(fā)生改變杨幼，而不知道具體有多少對(duì)象將發(fā)生改變，可以降低對(duì)象之間的耦合度聂渊。

一個(gè)對(duì)象必須通知其他對(duì)象推汽，而并不知道這些對(duì)象是誰(shuí)。

需要在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)觸發(fā)鏈歧沪，A對(duì)象的行為將影響B(tài)對(duì)象歹撒，B對(duì)象的行為將影響C對(duì)象……，可以使用觀察者模式創(chuàng)建一種鏈?zhǔn)接|發(fā)機(jī)制诊胞。

注意事項(xiàng)：?1暖夭、JAVA 中已經(jīng)有了對(duì)觀察者模式的支持類(lèi)锹杈。 2、避免循環(huán)引用迈着。 3竭望、如果順序執(zhí)行，某一觀察者錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)卡殼裕菠，一般采用異步方式咬清。

五、適配器模式

介紹

意圖：將一個(gè)類(lèi)的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口奴潘。適配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類(lèi)可以一起工作旧烧。

主要解決：主要解決在軟件系統(tǒng)中，常常要將一些"現(xiàn)存的對(duì)象"放到新的環(huán)境中画髓，而新環(huán)境要求的接口是現(xiàn)對(duì)象不能滿足的掘剪。

何時(shí)使用：?1、系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類(lèi)奈虾，而此類(lèi)的接口不符合系統(tǒng)的需要夺谁。 2、想要建立一個(gè)可以重復(fù)使用的類(lèi)肉微，用于與一些彼此之間沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)的一些類(lèi)匾鸥，包括一些可能在將來(lái)引進(jìn)的類(lèi)一起工作，這些源類(lèi)不一定有一致的接口碉纳。 3扫腺、通過(guò)接口轉(zhuǎn)換，將一個(gè)類(lèi)插入另一個(gè)類(lèi)系中村象。（比如老虎和飛禽，現(xiàn)在多了一個(gè)飛虎攒至，在不增加實(shí)體的需求下厚者，增加一個(gè)適配器，在里面包容一個(gè)虎對(duì)象迫吐，實(shí)現(xiàn)飛的接口库菲。）

如何解決：繼承或依賴（推薦）。

關(guān)鍵代碼：適配器繼承或依賴已有的對(duì)象志膀，實(shí)現(xiàn)想要的目標(biāo)接口熙宇。

應(yīng)用實(shí)例：?1、美國(guó)電器 110V溉浙，中國(guó) 220V烫止，就要有一個(gè)適配器將 110V 轉(zhuǎn)化為 220V。 2戳稽、JAVA JDK 1.1 提供了 Enumeration 接口馆蠕，而在 1.2 中提供了 Iterator 接口，想要使用 1.2 的 JDK，則要將以前系統(tǒng)的 Enumeration 接口轉(zhuǎn)化為 Iterator 接口互躬，這時(shí)就需要適配器模式播赁。 3、在 LINUX 上運(yùn)行 WINDOWS 程序吼渡。 4容为、JAVA 中的 jdbc。

優(yōu)點(diǎn)：?1寺酪、可以讓任何兩個(gè)沒(méi)有關(guān)聯(lián)的類(lèi)一起運(yùn)行坎背。 2、提高了類(lèi)的復(fù)用房维。 3沼瘫、增加了類(lèi)的透明度。 4咙俩、靈活性好耿戚。

缺點(diǎn)：?1、過(guò)多地使用適配器阿趁，會(huì)讓系統(tǒng)非常零亂膜蛔，不易整體進(jìn)行把握。比如脖阵，明明看到調(diào)用的是 A 接口皂股，其實(shí)內(nèi)部被適配成了 B 接口的實(shí)現(xiàn)，一個(gè)系統(tǒng)如果太多出現(xiàn)這種情況命黔，無(wú)異于一場(chǎng)災(zāi)難呜呐。因此如果不是很有必要，可以不使用適配器悍募，而是直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)蘑辑。 2.由于 JAVA 至多繼承一個(gè)類(lèi)，所以至多只能適配一個(gè)適配者類(lèi)坠宴，而且目標(biāo)類(lèi)必須是抽象類(lèi)洋魂。

使用場(chǎng)景：有動(dòng)機(jī)地修改一個(gè)正常運(yùn)行的系統(tǒng)的接口，這時(shí)應(yīng)該考慮使用適配器模式喜鼓。

注意事項(xiàng)：適配器不是在詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)添加的副砍，而是解決正在服役的項(xiàng)目的問(wèn)題。