java 设计模式

主要摘自：http://blog.csdn.net/zhangerqing/article/details/8194653

 

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。

 

一、工厂模式

1. 普通工厂模式，就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。

创建一个接口：

public interface Sender {
    public void Send();
}

其次，创建实现类：

MailSender.java

public class MailSender implements Sender{

    @Override
    public void Send() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("MailSender");
    }

}

SMSSender.java

public class SMSSender implements Sender {
    @Override
    public void Send() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("SMSSender");
    }
}

创建工厂类：

public class SendFactory {

    public Sender produce(String type)
    {
        if("mail".equals(type))
        {
            return new MailSender();
        }
        else if("sms".equals(type))
        {
            return new SMSSender();
        }
        else return null;
    }
    
}

测试类：

public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {

        SendFactory sendFactory = new SendFactory();
        Sender sender = sendFactory.produce("mail");
        sender.Send();
    }
}

2. 多个工厂方法模式。是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。

改动SendFactory类：

public class SendFactory {

    public Sender produceMailSender()
    {
        return new MailSender();
    }

    public Sender produceSmsSender()
    {
        return new SMSSender();
    }
}

测试：

public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {

        SendFactory sendFactory = new SendFactory();
        Sender sender = sendFactory.produceMailSender();
        sender.Send();
    }
}

 

3. 静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。

 

改动SendFactory类：

public class SendFactory {

    public static Sender produceMailSender()
    {
        return new MailSender();
    }

    public static Sender produceSmsSender()
    {
        return new SMSSender();
    }
}

测试类：

public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {

        Sender sender = SendFactory.produceMailSender();
        sender.Send();
    }
}

 

二、抽象工厂模式（Abstract Factory）

      工厂方法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，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，创建多个工厂类，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。

 

实现接口：

public interface Sender {
    public void Send();
}

两个实现类：

MailSender.java

public class MailSender implements Sender{

    @Override
    public void Send() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("MailSender");
    }

}

SMSSender.java

public class SMSSender implements Sender {
    @Override
    public void Send() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("SMSSender");
    }
}

两个工厂类：

SendSMSFactory.java

public class SendSMSFactory implements Provider{

    @Override
    public Sender produce() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new SMSSender();
    }
}

SendMailFactory.java

public class SendMailFactory implements Provider{

    @Override
    public Sender produce() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MailSender();
    }

}

 

再实现一个接口：

public interface Provider {
     public Sender produce();  
}

 

测试类：

public class FactoryTest {
    public static void main(String[] args) {

        Provider provider = new SendSMSFactory();
        Sender sender = provider.produce(); 
        sender.Send();
    }
}

 

3. 单例模式（Singleton）

单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：

1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。

2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。

3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

public class Singleton {

    /* 持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载 */
    private static Singleton instance = null;

    /* 私有构造方法，防止被实例化 */
    private Singleton() {
    }

    /* 静态工程方法，创建实例 */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    /* 如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致 */
    public Object readResolve() {
        return instance;
    }
}

     这个类可以满足基本要求，但是，像这样毫无线程安全保护的类，如果我们把它放入多线程的环境下，肯定就会出现问题了，如何解决？我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字，如下：

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