JAVA基础面试笔记

JVM、JRE和JDK的关系

JVM
Java Virtual Machine是Java虚拟机,Java程序需要运行在虚拟机上,不同的平台有自己的虚拟机,因此Java语言可以实现跨平台。

JRE
Java Runtime Environment包括Java虚拟机和Java程序所需的核心类库等。核心类库主要是java.lang包:包含了运行Java程序必不可少的系统类,如基本数据类型、基本数学函数、字符串处理、线程、异常处理类等,系统缺省加载这个包
如果想要运行一个开发好的Java程序,计算机中只需要安装JRE即可。

JDK
Java Development Kit是提供给Java开发人员使用的,其中包含了Java的开发工具,也包括了JRE。所以安装了JDK,就无需再单独安装JRE了。其中的开发工具:编译工具(javac.exe),打包工具(jar.exe)等

JDK包含JRE,JRE包含JVM。

反射

反射 (Reflection) 是 Java 的特征之一,它允许运行中的 Java 程序获取自身的信息,并且可以操作类或对象的内部属性。

简而言之,通过反射,我们可以在运行时获得程序或程序集中每一个类型的成员和成员的信息。程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的,而 Java 反射机制可以动态地创建对象并调用其属性,这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象,即使这个对象的类型在编译期是未知的。

反射的核心是 JVM 在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性,它不需要事先(写代码的时候或编译期)知道运行对象是谁。

Java 反射主要提供以下功能:

  • 在运行时判断任意一个对象所属的类;
  • 在运行时构造任意一个类的对象;
  • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法(通过反射甚至可以调用private方法);
  • 在运行时调用任意一个对象的方法

重点:是运行时而不是编译时

主要用途

反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架(比如 Spring)都是配置化的(比如通过 XML 文件配置 Bean),为了保证框架的通用性,它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类,调用不同的方法,这个时候就必须用到反射,运行时动态加载需要加载的对象。

基本运用

1、获得class对象

class类的forname

 public static Class<?> forName(String className)
``` 
比如在 JDBC 开发中常用此方法加载数据库驱动:
```java
 Class.forName(driver);

直接获取class对象

Class<?> klass = int.class;
Class<?> classInt = Integer.TYPE;

调用对象的getclass()方法

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();

2、判断是否为某个类的实例

public native boolean isInstance(Object obj);

3、创建实例

Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();
  • 先通过Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。
//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class;
//获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);

4、获取方法

	public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

5、获取构造器信息

获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似。主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的一个实例,而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例:

public T newInstance(Object ... initargs)

此方法可以根据传入的参数来调用对应的Constructor创建对象实例。

6、获取类的成员变量(字段)信息

主要是这几个方法,在此不再赘述:

getFiled:访问公有的成员变量
getDeclaredField:所有已声明的成员变量,但不能得到其父类的成员变量
getFileds 和 getDeclaredFields 方法用法同上(参照 Method)。

7、调用方法

当我们从类中获取了一个方法后,我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。invoke 方法的原型为:

public Object invoke(Object obj, Object... args)
        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
           InvocationTargetException

8、利用反射创建数组

数组在Java里是比较特殊的一种类型,它可以赋值给一个Object Reference。下面我们看一看利用反射创建数组的例子:

public static void testArray() throws ClassNotFoundException {
        Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
        Object array = Array.newInstance(cls,25);
        //往数组里添加内容
        Array.set(array,0,"hello");
        Array.set(array,1,"Java");
        Array.set(array,2,"fuck");
        Array.set(array,3,"Scala");
        Array.set(array,4,"Clojure");
        //获取某一项的内容
        System.out.println(Array.get(array,3));
    }

其中的Array类为java.lang.reflect.Array类。我们通过Array.newInstance()创建数组对象,它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException {
        return newArray(componentType, length);
    }

newArray 方法是一个 native 方法,它在 HotSpot JVM 里的具体实现我们后边再研究,这里先把源码贴出来:

private static native Object newArray(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException;

注意事项

由于反射会额外消耗一定的系统资源,因此如果不需要动态地创建一个对象,那么就不需要用反射。

另外,反射调用方法时可以忽略权限检查,因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

深入:https://www.sczyh30.com/posts/Java/java-reflection-2/

泛型

泛型在java中有很重要的地位,在面向对象编程及各种设计模式中有非常广泛的应用。

Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

泛型在框架中及为常见,我们在使用各种框架的时候,都会使用到泛型,具体看下面的例子。

1. 泛型在框架中使用

1 集合框架中使用泛型

这是最常见的泛型的使用场景,比如下面的代码

List<String> list1 = new ArrayList<>();
List<Integer> list2 = new ArrayList<>();

list1和list2虽然都是列表类型,但是列表里面存的数据可以是String,可以是Integer,也可以是自定义类型。集合中存放的数据,在定义的时候不能确定是什么类型,只有当使用集合时,才能确定放什么类型的数据。所以在集合的定义中,就用泛型来代表集合里面的数据。

2 fastjson框架中使用泛型

alibaba的fastjson很多人应该都用过,fastjson很多地方也用到了泛型,比如将json字符串转成对象,如下的例子

// 将userStr字符串映射成UserDto类
String userStr = "{id: '123', name: '张三'}";
UserDto userDto = JSON.parseObject(userStr, UserDto.class);

JSON类中,对parseObject方法的定义,如下

public static <T> T parseObject(String text, Class<T> clazz) {
    return parseObject(text, clazz);
}

parseObject方法中的参数传递用到了泛型,要把json字符串转成什么类,在定义的时候并不知道,只有在用到的时候,才知道具体的类型。

2. 特性

泛型只在编译阶段有效。看下面的代码:

List<String> stringArrayList = new ArrayList<String>();
List<Integer> integerArrayList = new ArrayList<Integer>();

Class classStringArrayList = stringArrayList.getClass();
Class classIntegerArrayList = integerArrayList.getClass();

if(classStringArrayList.equals(classIntegerArrayList)){
    Log.info("泛型测试,类型相同");
}

输出结果:泛型测试,类型相同。

通过上面的例子可以证明,在编译之后程序会采取去泛型化的措施。也就是说Java中的泛型,只在编译阶段有效。在编译过程中,正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,并且在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换的方法。也就是说,泛型信息不会进入到运行时阶段。

3. 泛型分类

泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法

3.1 泛型类

//此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

//泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.
Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(10000);

//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.
Generic<String> genericString = new Generic<String>("猿码天地");
Log.info("泛型测试","key is " + genericInteger.getKey());
Log.info("泛型测试","key is " + genericString.getKey());

结果

12-27 09:20:04.432 13063-13063/? 泛型测试: key is 10000
12-27 09:20:04.432 13063-13063/? 泛型测试: key is 猿码天地

定义的泛型类,就一定要传入泛型类型实参么?并不是这样,在使用泛型的时候如果传入泛型实参,则会根据传入的泛型实参做相应的限制,此时泛型才会起到本应起到的限制作用。如果不传入泛型类型实参的话,在泛型类中使用泛型的方法或成员变量定义的类型可以为任何的类型。

Generic generic0 = new Generic("猿码天地");
Generic generic1 = new Generic(10000);
Generic generic2 = new Generic(100.00);
Generic generic3 = new Generic(false);

Log.d("泛型测试","key is " + generic.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic1.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic2.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic3.getKey());

泛型测试: key is 猿码天地
泛型测试: key is 10000
泛型测试: key is 100.00
泛型测试: key is false

3.2 泛型接口

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中,可以看一个例子:

//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

当实现泛型接口的类,未传入泛型实参时:

/**
 * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
 * 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
 * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class"
 */
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}

当实现泛型接口的类,传入泛型实参时:

/**
 * 传入泛型实参时,定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>
 * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

4. 泛型分类

泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法

4.3 泛型方法

在java中,泛型类的定义非常简单,但是泛型方法就比较复杂了。

泛型类,是在实例化类的时候指明泛型的具体类型;泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。

4.3.1 泛型方法的基本用法

public class GenericTest {
   //这个类是个泛型类,在上面已经介绍过
   public class Generic<T>{     
        private T key;

        public Generic(T key) {
            this.key = key;
        }

        //我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。
        //这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。
        //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
        public T getKey(){
            return key;
        }

        /**
         * 这个方法显然是有问题的,在编译器会给我们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E"
         * 因为在类的声明中并未声明泛型E,所以在使用E做形参和返回值类型时,编译器会无法识别。
        public E setKey(E key){
             this.key = key
        }
        */
    }

    /** 
     * 这才是一个真正的泛型方法
     * 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T
     * 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置
     * 泛型的数量也可以为任意多个 
     *    如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
     *        ...
     *        }
     */
    public <T> T showKeyName(Generic<T> container){
        System.out.println("container key :" + container.getKey());
        //当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。
        T test = container.getKey();
        return test;
    }

    //这也不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Generic<Number>这个泛型类做形参而已。
    public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

    //这也不是一个泛型方法,这也是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符?
    //同时这也印证了泛型通配符所描述的,?是一种类型实参,可以看做为Number等所有类的父类
    public void showKeyValue2(Generic<?> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

     /**
     * 这个方法是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'E' "
     * 虽然我们声明了<T>,也表明了这是一个可以处理泛型的类型的泛型方法。
     * 但是只声明了泛型类型T,并未声明泛型类型E,因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。
    public <T> T showKeyName(Generic<E> container){
        ...
    }  
    */

    public static void main(String[] args) {
    }
}

4.3.2 泛型方法与可变参数

public <T> void printMsg( T... args){
    for(T t : args){
        Log.d("泛型测试","t is " + t);
    }
}

printMsg("10000",20000,"猿码天地","100.1",44.45);

4.3.3 静态方法与泛型

静态方法有一种情况需要注意一下,那就是在类中的静态方法使用泛型:静态方法无法访问类上定义的泛型;如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候,必须要将泛型定义在方法上。

即:如果静态方法要使用泛型的话,必须将静态方法也定义成泛型方法。

public class StaticGenerator<T> {
    ....
    ....
    /**
     * 如果在类中定义使用泛型的静态方法,需要添加额外的泛型声明(将这个方法定义成泛型方法)
     * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
     * 如:public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息:
          "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
     */
    public static <T> void show(T t){

    }
}

4.4 泛型上下边界

在使用泛型的时候,我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制,如:类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

为泛型添加上边界,即传入的类型实参必须是指定类型的子类型。

public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
    Log.info("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}

Generic<String> generic1 = new Generic<String>("10000");
Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(10000);
Generic<Float> generic3 = new Generic<Float>(5.5f);
Generic<Double> generic4 = new Generic<Double>(3.15);

//这一行代码编译器会提示错误,因为String类型并不是Number类型的子类
//showKeyValue1(generic1);

showKeyValue1(generic2);
showKeyValue1(generic3);
showKeyValue1(generic4);

如果我们把泛型类的定义也改一下:

public class Generic<T extends Number>{
    private T key;

    public Generic(T key) {
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){
        return key;
    }
}

//这一行代码也会报错,因为String不是Number的子类
Generic<String> generic1 = new Generic<String>("10000");

再来一个泛型方法的例子:

//在泛型方法中添加上下边界限制的时候,必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加
//public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container),编译器会报错:"Unexpected bound"
public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
    System.out.println("container key :" + container.getKey());
    T test = container.getKey();
    return test;
}

5. 泛型实战应用

5.1 数据的存储使用泛型类

在实际项目开发中,有一种场景:前后端分离时,为了方便前后端的对接,一般会统一定义参数的传递格式和结果的返回格式。

以结果返回为例,一般都会定义【返回码】,【返回描述】,【返回数据】等,所以可以定义一个ResponseDto类,如下:

【返回码】一般是前后端约好的字符串类型,【返回描述】一般就是字符串类型,【返回数据】就不一定了,如果是查询类的请求,返回的数据就是列表信息,可能还包含分页信息;如果是保存、删除之类的请求,返回的数据可能是一条数据,也可能只是ID,也可能不需要返回数据。所以【返回数据】这个字段就是个不确定的类型,可以定义成泛型。所以我们就可以把ResponseDto类改成下面这样:

public class ResponseDto<T> {
    /**
     * 返回码
     */
    private String code;

    /**
     * 返回信息
     */
    private String message;

    /**
     * 返回数据
     */
    private T content;
}

使用的方法如下:

// 返回单个UserDto对象
ResponseDto<UserDto> responseDto = new ResponseDto<>();
responseDto.setContent(userDto); // userDto是已有的变量

// 返回UserDto列表
ResponseDto<List<UserDto>> responseDto = new ResponseDto<>();
responseDto.setContent(userDtoList); // userDtoList是已有的变量

// 返回ID
ResponseDto<String> responseDto = new ResponseDto<>();
responseDto.setContent(id); // id是已有的变量

5.2 参数的传递使用泛型方法

以BeanUtils.copyProperties为例,大家应该对这个方法不陌生,就是将一个实体类中的属性值,拷贝到另一个实体类中。一般我们的使用方法是这样的:

功能:将UserDto数据拷贝到User

User user = new User();
BeanUtils.copyProperties(userDto, user); // userDto是已有的变量

但是每次都要写两行代码有点麻烦,要先new一个新的实体类,再往里面拷数据。于是我封装了个通用的工具类

public class CopyUtil {
    /**
     * CopyUtil.copy的定义很类似JSON.parseObject的定义
     */
    public static <T> T copy(Object source, Class<T> clazz) {
        if (source == null) {
            return null;
        }
        T obj = null;
        try {
            obj = clazz.newInstance(); // 生成一个实例
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        BeanUtils.copyProperties(source, obj);
        return obj;
    }
}

同样是上面的例子,用工具类的写如下

User user = CopyUtil.copy(userDto, User.class); // userDto是已有的变量

CopyUtil.copy的定义很类似JSON.parseObject的定义。代码变成了一行,当然,减少一行也不足以将其封装成一个工具类。再来看一个场景,列表的拷贝,用BeanUtils.copyProperties的写法如下

功能:将List数据拷贝到List

List<User> userList = new ArrayList<>();
// userDtoList是已有的变量
for (int i = 0, l = userDtoList.size(); i < l; i++) {
    UserDto userDto = userDtoList.get(i);
    User user = new User();
    BeanUtils.copyProperties(userDto, user);
    userList.add(user);
}

这样的代码量就比较多了,并且代码写法比较固定。如果项目中用到列表复制的功能比较多,那就有必要对其进行封装了,如下的copyList方法:

import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.util.CollectionUtils;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CopyUtil {

    /**
     * 列表复制
     */
    public static <T> List<T> copyList(List source, Class<T> clazz) {
        List<T> target = new ArrayList<>();
        if (!CollectionUtils.isEmpty(source)){
            if (!CollectionUtils.isEmpty(source)){
                for (Object c: source) {
                    T obj = copy(c, clazz);
                    target.add(obj);
                }
            }
        }
        return target;
    }

    /**
     * 单体复制
     */
    public static <T> T copy(Object source, Class<T> clazz) {
        if (source == null) {
            return null;
        }
        T obj = null;
        try {
            obj = clazz.newInstance(); // 生成一个实例
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        BeanUtils.copyProperties(source, obj);
        return obj;
    }
}

用法很简单,还是以上面的列表复制为例,代码就变成这样:

功能:将List数据拷贝到List

List<User> userList = CopyUtil.copyList(userDtoList, User.class);

封装成CopyUtil工具类后,不管是单体复制还是列表复制,都只需要一行代码,省去了大量的重复代码,从而提高开发效率,这里的copy方法和copyList方法,就是泛型方法,在方法的参数中使用了泛型。

当然这个工具类有个缺点,就是用到了反射,会牺牲一点性能,不过这点性能对于大部分的项目来说可以忽略不计。

6. 总结

综合以上内容,我们可以总结出泛型的使用场景,便于理解:不管是数据存储还是参数传递,定义的时候,类型并不确定,只有到使用的时候,才知道具体的类型。所以我们的项目中,如果有用到这种不确定类型的时候,就可以考虑泛型。

类型安全

  • 泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全
  • 编译时期就可以检查出因 Java 类型不正确导致的 ClassCastException 异常
  • 符合越早出错代价越小原则

消除强制类型转换

  • 泛型的一个附带好处是,使用时直接得到目标类型,消除许多强制类型转换
  • 所得即所需,这使得代码更加可读,并且减少了出错机会

潜在的性能收益

  • 由于泛型的实现方式,支持泛型(几乎)不需要 JVM 或类文件更改
  • 所有工作都在编译器中完成
  • 编译器生成的代码跟不使用泛型(和强制类型转换)时所写的代码几乎一致,只是更能确保类型安全而已

什么是字节码?采用字节码的最大好处是什么

字节码:Java源代码经过虚拟机编译器编译后产生的文件(即扩展为.class的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。

采用字节码的好处:

Java语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以Java程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不专对一种特定的机器,因此,Java程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。

Java程序运行流程

Java源代码---->编译器---->jvm可执行的Java字节码(.class文件)---->jvm---->jvm中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。

JVM内存模型

323009a709984f5e8979faab9fd5fa58?from=pc

堆(Heap)

在 Java 中,堆被划分成两个不同的区域:新生代 ( Young )、老年代 ( Old ),新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域:Eden、From Survivor、To Survivor。

下图中的Perm代表的是永久代,但是注意永久代并不属于堆内存中的一部分,同时jdk1.8之后永久代也将被移除。

41a3037a558f4cdeb4fb3dc2149058f5?from=pc

堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块内存区域,也是被各个线程共享的内存区域,该内存区域存放了对象实例及数组(但不是所有的对象实例都在堆中)。

其大小通过-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)参数设置(最大最小值都要小于1G),前者为启动时申请的最小内存,默认为操作系统物理内存的1/64,后者为JVM可申请的最大内存,默认为物理内存的1/4,默认当空余堆内存小于40%时,JVM会增大堆内存到-Xmx指定的大小,可通过-XX:MinHeapFreeRation=来指定这个比列。

当空余堆内存大于70%时,JVM会减小堆内存的大小到-Xms指定的大小,可通过XX:MaxHeapFreeRation=来指定这个比列,当然为了避免在运行时频繁调整Heap的大小,通常-Xms与-Xmx的值设成一样。堆内存 = 新生代+老生代+持久代。

在我们垃圾回收的时候,我们往往将堆内存分成新生代和老生代(大小比例1:2),新生代中由Eden和Survivor0,Survivor1组成,三者的比例是8:1:1,新生代的回收机制采用复制算法,在Minor GC的时候,我们都留一个存活区用来存放存活的对象,真正进行的区域是Eden+其中一个存活区,当我们的对象时长超过一定年龄时(默认15,可以通过参数设置),将会把对象放入老生代,当然大的对象会直接进入老生代,老生代采用的回收算法是标记整理算法。

方法区(Method Area)

其实方法区是在JDK1.8以前的版本里存在的一块内存区域,主要就是存放从class文件里加载进来的类的,而且常量池也是在这块区域内的。

但是在JDK1.8之后,这块区域摇身一变,换了名字,叫做“Metaspace”,翻译过来就是“元数据空间”的意思,当然它只是改了个名,实现的功能是没变的。

方法区(Method Area)与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

img

1.类型信息

对每个加载的类型(类class、接口interface、枚举enum、注解annotation),JVM必须在方法区中存储以下类型信息:
①这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名)
②这个类型直接父类的完整有效名(对于interface或是java.lang.0bject,都没有父类)
③这个类型的修饰符(public, abstract,final的某个子集)
④这个类型直接接口的一个有序列表

2.域信息(Field)成员变量

JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。
域的相关信息包括:域名称、域类型、域修饰符(public, private,protected,static,final, volatile, transient的某个子集)

3.方法(Method)信息

JVM必须保存所有方法的以下信息,同域信息一样包括声明顺序:

  • 方法名称
  • 方法的返回类型(或void)·方法参数的数量和类型(按顺序)
  • 方法的修饰符(public, private,protected,static, final,synchronized,native,abstract的一个子集)
  • 方法的字节码(bytecodes)、操作数栈、局部变量表及大小(abstract和native方法除外)

虚拟机栈(JVM Stack)

虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack),早期也叫Java栈,每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈,其内部保存一个个的栈帧(Stack Frame),对应着一次次的Java方法调用。

虚拟机栈的作用:主管Java程序的运行,它保存方法的局部变量、部分结果,并参与方法的调用和返回。

每个方法被执行的时候都会创建一个”栈帧”,用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。

每个方法被调用到执行完的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

栈帧(Stack Frame) 是用于虚拟机执行时方法调用和方法执行时的数据结构,它是虚拟栈的基本元素,栈帧由局部变量区、操作数栈等组成,如下图所示:

img


每一个方法从调用到方法返回都对应着一个栈帧入栈出栈的过程。最顶部的栈帧称为当前栈帧,栈帧所关联的方法称为当前方法,定义这个方法的类称为当前类,该线程中,虚拟机有且也只会对当前栈帧进行操作。

栈帧的作用有存储数据,部分过程结果,处理动态链接,方法返回值和异常分派。

每一个栈帧包含的内容有局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址和一些额外的附加信息。在编译代码时,栈帧需要多大的局部变量表,多深的操作数栈都可以完全确定的,并写入到方法表的code属性中。


本地方法栈(Native Stack)

本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java 方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native 方法服务。

虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定,因此具体的虚拟机可以自由实现它。

甚至有的虚拟机(譬如Sun HotSpot 虚拟机)直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

与虚拟机栈一样,本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError异常。


程序计数器(PC Register)

在JVM的概念模型里,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。

分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的,为了各条线程之间的切换后计数器能恢复到正确的执行位置,所以每条线程都会有一个独立的程序计数器。

当线程正在执行一个Java方法,程序计数器记录的是正在执行的JVM字节码指令的地址;如果正在执行的是一个Natvie(本地方法),那么这个计数器的值则为空(Underfined)。

程序计数器占用的内存空间很少,也是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError(内存不足错误)的区域。

JVM运行时数据区中各部分的作用:

方法区

JVM用来存储加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据虚拟机规范中这是一个逻辑区划。具体实现根据不同虚拟机来实现。
如: oracle的HotSpot在java7中方法区放在永久代,java8放在元数据空间,并且通过GC机制对这个区域进行管理

堆区

堆内存还可以细分为:老年代、新生代(Eden、From Survivor、To Survivor)JVM启动时创建,存放对象的实例。垃圾回收器主要就是管理堆内存。如果满了,就会出现OutOfMemroyError。

虚拟机栈

虚拟机栈,每个线程都在这个空间有一个私有的空间。线程栈由多个栈帧(Stack Frame)组成。
一个线程会执行一个或多个方法,一个方法对应一个栈帧。
栈帧内容包含:局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息等。栈内存默认最大是1M,超出则抛出StackOverflowError。

本地方法栈

和虚拟机栈功能类似,虚拟机栈是为虚拟机执行JAVA方法而准备的,本地方法栈是为虚拟机使用Native本地方法而准备的。
虚拟机规范没有规定具体的实现,由不同的虚拟机厂商去实现。
HotSpot虚拟机中虚拟机栈和本地方法栈的实现式一样的。同样,超出大小以后也会抛出StackOverflowError。

程序计数器

程序计数器(Program Counter Register)记录当前线程执行字节码的位置,存储的是字节码指令地址,如果执行Native方法,则计数器值为空。
每个线程都在这个空间有一个私有的空间,占用内存空间很少。
CPU同一时间,只会执行一条线程中的指令。JVM多线程会轮流切换并分配CPU执行时间的方式。为了线程切换后,需要通过程序计数器,来恢复正确的执行位置。

面向对象 (OOP)

什么是面向对象?

面向对象程序设计是以建立模型体现出来的抽象思维过程和面向对象的方法。我们可以将某个事物抽象出来,赋予它自己的特征,并且可以针对这个事物进行相应的操作,以及规定与其他对象之间的关系。可以降低代码的耦合度,使程序更加灵活。、

面向对象三大特性

封装

封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法,如果属性不想被外界访问,我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法,那么这个类也没有什么意义了。

封装隐藏对象的属性和实现细节,仅对外提供公共访问方式,将变化隔离,便于使用,提高复用性和安全性。

继承

继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

关于继承如下 3 点请记住:

子类拥有父类非 private 的属性和方法。
子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。
子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。

多态

所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定
即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。

在Java中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。

方法重载(overload)实现的是编译时的多态性(也称为前绑定),而方法重写(override)实现的是运行时的多态性(也称为后绑定)。

重载(overload)和重写(override)的区别

重写(overload)
重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变,核心重写!

重写是发生在类的继承关系,或者类的实现关系中的,重写后的方法和原方法需要保持完全相同的返回值类型、方法名、参数个数以及参数类型,简单来说,就是子类重写的方法必须和父类保持完全一致

重载(override)
重载(overloading) 是在一个类里面,方法名字相同,而参数不同。

返回类型可以相同也可以不同。 Overrided的方法是可以改变返回值的类型。

每个重载的方法(或者构造函数)都必须有一个独一无二的参数类型列表。

多态的好处

允许不同类对象对同一消息做出响应。

可替换性:多态对已存在代码具有可替换性

可扩充性:增加新的子类不影响已经存在的类结构

更加灵活

代码中如何实现多态

实现多态主要有以下三种方式:

接口实现
继承父类重写方法
同一类中进行方法重载

面向对象五大基本原则是什么?

单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)

类的功能要单一,不能包罗万象,跟杂货铺似的。

开放封闭原则OCP(Open-Close Principle)

一个模块对于拓展是开放的,对于修改是封闭的,想要增加功能热烈欢迎,想要修改,哼,一万个不乐意。

里式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)

子类可以替换父类出现在父类能够出现的任何地方。比如你能代表你爸去你姥姥家干活。哈哈~~

依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)

高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现,具体实现应该依赖于抽象。就是你出国要说你是中国人,而不能说你是哪个村子的。比如说中国人是抽象的,下面有具体的xx省,xx市,xx县。你要依赖的抽象是中国人,而不是你是xx村的。

接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)

设计时采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的接口要好。就比如一个手机拥有打电话,看视频,玩游戏等功能,把这几个功能拆分成不同的接口,比在一个接口里要好的多。

什么是值传递和引用传递?

值传递,是对基本型变量而言的,传递的是该变量的一个副本,改变副本不影响原变量。

引用传递,一般是对于对象型变量而言的,传递的是该对象地址的一个副本,并不是原对象本身。

一般认为,Java 内的传递都是值传递,Java 中实例对象的传递是引用传递。

接口的意义

规范,扩展,回调。

抽象类的意义

为其他子类提供一个公共的类型

封装子类中重复定义的内容

定义抽象方法,子类虽然有不同的实现,但是定义时一致的

接口和抽象类的区别

比较 抽象类 接口
默认方法 抽象类可以有默认的方法实现 java 8之前,接口中不存在方法的实现.
实现方式 子类使用extends关键字来继承抽象类.如果子类不是抽象类,子类需要提供抽象类中所声明方法的实现 子类使用implements来实现接口,需要提供接口中所有声明的实现
构造器 抽象类中可以有构造器, 接口中不能
访问修饰符 抽象方法可以有public,protected和default等修饰 接口默认是public,不能使用其他修饰符
多继承 一个子类只能存在一个父类 一个子类可以存在多个接口
访问新方法 想抽象类中添加新方法,可以提供默认的实现,因此可以不修改子类现有的代码 如果往接口中添加新方法,则子类中需要实现该方法.

静态变量和实例变量的区别?

静态变量存储在方法区,属于类所有。实例变量存储在堆当中,其引用存在当前线程栈。

设计模式

设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类:

(1)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。

(2)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。

(3)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:

img

Blog Catalogue:

Pattern Analysis

1. 观察者模式

定义了对象之间的一对多的依赖,这样一来,当一个对象改变时,它的所有的依赖者都会收到通知并自动更新。

  • 对于JDK或者Andorid中都有很多地方实现了观察者模式,比如XXXView.addXXXListenter , 当然了 XXXView.setOnXXXListener不一定是观察者模式,因为观察者模式是一种一对多的关系,对于setXXXListener是1对1的关系,应该叫回调。

  • 专题接口:Subject.java ;

     /**  * 注册一个观察者  */ 
    public void registerObserver(Observer observer);  
    /**  * 移除一个观察者  */ 
    public void removeObserver(Observer observer);  
    /**  * 通知所有观察者  */ 
    public void notifyObservers(); 
    
  • 3D服务号的实现类:ObjectFor3D.java

  • @Override 
    public void registerObserver(Observer observer){
        observers.add(observer);
    }
    @Override 
    public void removeObserver(Observer observer){
        int index=observers.indexOf(observer);
        if(index>=0){observers.remove(index);}}
    @Override public void notifyObservers(){
        for(Observer observer:observers){observer.update(msg);}} /**
     * 主题更新信息
     */
    public void setMsg(String msg){
        this.msg=msg;notifyObservers();
    } 
    
  • 所有观察者需要实现此接口:Observer.java

    public ObserverUser1(Subject subject) {     
        subject.registerObserver(this); } 
    @Override 
    public void update(String msg) {     
        Log.e("-----ObserverUser1 ", "得到 3D 号码:" + msg + ", 我要记下来。"); 
    } 
    
  • 最后测试:ObserverActivity.java

    // 创建服务号 
    objectFor3D = new ObjectFor3D(); 
    // 创建两个订阅者 
    observerUser1 = new ObserverUser1(objectFor3D); observerUser2 = new ObserverUser2(objectFor3D); 
    // 两个观察者,发送两条信息 
    objectFor3D.setMsg("201610121 的3D号为:127"); objectFor3D.setMsg("20161022 的3D号为:000"); 
    

2. 工厂模式

简单列一下这个模式的家族:

  • 1、静态工厂模式

    • 这个最常见了,项目中的辅助类,TextUtil.isEmpty等,类+静态方法。
  • 2、简单工厂模式(店里买肉夹馍)

    • 定义:通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例,被创建的实例通常都具有共同的父类。
    • 根据类型直接创建肉夹馍:SimpleRoujiaMoFactory.java
    public RoujiaMo creatRoujiaMo(String type){RoujiaMo roujiaMo=null;
                                               switch(type){
                                                   case"Suan":
                                                       roujiaMo=new ZSuanRoujiaMo();
                                                       break;
                                                   case"La":
                                                       roujiaMo=new ZLaRoujiaMo();
                                                       break;
                                                   case"Tian":
                                                       roujiaMo=new ZTianRoujiaMo();
                                                       break;default:// 默认为酸肉夹馍             
                                                       roujiaMo = new ZSuanRoujiaMo();             
                                                       break;     }     
                                               return roujiaMo; } 
    
  • 3、工厂方法模式(开分店)

    • 定义:定义一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法模式把类实例化的过程推迟到子类。

    • 对比定义:

    • 1、定义了创建对象的一个接口:

      public abstract RouJiaMo sellRoujiaMo(String type);
      
    • 2、由子类决定实例化的类,可以看到我们的馍是子类生成的。

  • 提供创建肉夹馍店抽象方法:RoujiaMoStore.java

    public abstract RoujiaMo sellRoujiaMo(String type); 
    
  • 具体实现抽象方法:XianRoujiaMoStore.java

  • package com.example.jingbin.designpattern.factory.gcff;
    
    import com.example.jingbin.designpattern.factory.jdgc.RoujiaMo;
    
    /**
     * Created by jingbin on 2016/10/24.
     * 西安肉夹馍店   让分店自己去卖自己口味的肉夹馍
     */
    
    public class XianRoujiaMoStore extends RoujiaMoStore {
    
        private XianSimpleRoujiaMoFactory factory;
    
        public XianRoujiaMoStore(XianSimpleRoujiaMoFactory factory) {
            this.factory = factory;
        }
    
        public RoujiaMo sellRoujiaMo(String type) {
    
            RoujiaMo roujiaMo = factory.creatRoujiaMo(type);
            roujiaMo.prepare();
            roujiaMo.fire();
            roujiaMo.pack();
            return roujiaMo;
        }
    
    //    @Override
    //    public RoujiaMo creatRoujiaMo(String type) {
    //
    //        RoujiaMo roujiaMo = null;
    //        switch (type) {
    //            case "suan":
    //                roujiaMo = new XianSuanRoujiMo();
    //                break;
    //            case "tian":
    //                roujiaMo = new XianKuRoujiMo();
    //                break;
    //            case "la":
    //                roujiaMo = new XianlaRoujiMo();
    //                break;
    //            default:// 默认为 西安 酸肉夹馍
    //                roujiaMo = new XianSuanRoujiMo();
    //                break;
    //        }
    //        return roujiaMo;
    //    }
    }
    
  • 分店依旧使用简单工厂模式:XianSimpleRoujiaMoFactory.java

package com.example.jingbin.designpattern.factory.gcff;

import com.example.jingbin.designpattern.factory.jdgc.RoujiaMo;

/**
 * Created by jingbin on 2016/10/23.
 * 西安 简单工厂模式:
 * 用来西安店生产自己店里的肉夹馍
 */

public class XianSimpleRoujiaMoFactory {

    public RoujiaMo creatRoujiaMo(String type) {
        RoujiaMo roujiaMo = null;
        switch (type) {
            case "Suan":
                roujiaMo = new XianSuanRoujiMo();
                break;
            case "La":
                roujiaMo = new XianKuRoujiMo();
                break;
            case "Tian":
                roujiaMo = new XianlaRoujiMo();
                break;
            default:// 默认为酸肉夹馍
                roujiaMo = new XianSuanRoujiMo();
                break;
        }
        return roujiaMo;
    }
}
  • 4、抽象工厂模式(使用官方提供的原料)

    • 定义:提供一个接口,用于创建相关的或依赖对象的家族,而不需要明确指定具体类。

    • 对比定义:

      • 1、提供一个接口:

        public interface RouJiaMoYLFactroy
        
      • 2、用于创建相关的或依赖对象的家族

        public Meat createMeat();
        public YuanLiao createYuanliao();
        
      • 我们接口用于创建一系列的原材料。

    • 创建用于提供原料的接口工厂:RoujiaMoYLFactory.java

    • 各自分店实现接口,完成原料提供:XianRoujiaMoYLFoctory.java

    • 准备时,使用官方的原料:RoujiaMo.java

     /** * 准备工作 */ 
    public void prepare(RoujiaMoYLFactory roujiaMoYLFactory) {        
        Meet meet = roujiaMoYLFactory.creatMeet();        
        YuanLiao yuanLiao = roujiaMoYLFactory.creatYuanLiao();        
        Log.e("---RoujiaMo:", "使用官方的原料 ---" + name + ": 揉面-剁肉-完成准备工作 yuanLiao:"+meet+"yuanLiao:"+yuanLiao); } 
    

3. 单例设计模式

单例模式主要是为了避免因为创建了多个实例造成资源的浪费,且多个实例由于多次调用容易导致结果出现错误,而使用单例模式能够保证整个应用中有且只有一个实例。

  • 定义:只需要三步就可以保证对象的唯一性
    • (1) 不允许其他程序用new对象
    • (2) 在该类中创建对象
    • (3) 对外提供一个可以让其他程序获取该对象的方法
  • 对比定义:
    • (1) 私有化该类的构造函数
    • (2) 通过new在本类中创建一个本类对象
    • (3) 定义一个公有的方法,将在该类中所创建的对象返回
  • 饿汉式[可用]:SingletonEHan.java
  • 含懒汉式[双重校验锁 推荐用]:SingletonLanHan.java
    private SingletonLanHan() {}
    private static SingletonLanHan singletonLanHanFour;
    public static SingletonLanHan getSingletonLanHanFour() {
           if (singletonLanHanFour == null) {
           synchronized (SingletonLanHan.class) {
               if (singletonLanHanFour == null) {
               singletonLanHanFour = new SingletonLanHan();
               }
           }
           }
           return singletonLanHanFour;
   }

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4. 策略模式

策略模式:定义了算法族,分别封装起来,让它们之间可相互替换,此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

  • 以创建游戏角色为例子:
    • 最初的游戏角色的父类:Role.java
    • 发现有重复代码后,重构后的父类:Role.java
  • 总结:
    • 1、封装变化(把可能变化的代码封装起来)
    • 2、多用组合,少用继承(我们使用组合的方式,为客户设置了算法)
    • 3、针对接口编程,不针对实现(对于Role类的设计完全的针对角色,和技能的实现没有关系)
  • 最后测试:创建角色:
RoleA roleA = new RoleA("---A");
roleA.setiDisplayBehavior(new DisplayYZ())
      .setiAttackBehavior(new AttackXL())
      .setiDefendBehavior(new DefendTMS())
      .setiRunBehavior(new RunJCTQ());
roleA.display();// 样子
roleA.attack();// 攻击
roleA.run();// 逃跑
roleA.defend();// 防御

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5. 适配器模式

定义:将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,适配器让原本接口不兼容的类可以相互合作。这个定义还好,说适配器的功能就是把一个接口转成另一个接口。

  • 以充电器为实例: 手机充电器一般都是5V左右吧,咱天朝的家用交流电压220V,所以手机充电需要一个适配器(降压器)
  • 一部手机: Mobile.java
  • 手机依赖一个提供5V电压的接口: V5Power.java
  • 我们拥有的是220V家用交流电: V220Power.java
  • 适配器,完成220V转5V的作用:V5PowerAdapter.java
  • 最后测试:给手机冲个电: Mobile mobile = new Mobile(); V5Power v5Power = new V5PowerAdapter(new V200Power()); mobile.inputPower(v5Power);

6. 命令模式

定义:将“请求”封装成对象,以便使用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。命令模式也支持可撤销的操作。(简化: 将请求封装成对象,将动作请求者和动作执行者解耦。)

  • 需求:最近智能家电很火热,假设现在有电视、电脑、电灯等家电,现在需要你做个遥控器控制所有家电的开关,要求做到每个按钮对应的功能供用户个性化,对于新买入家电要有非常强的扩展性。
  • 1、家电的API:Door.java
  • 2、把命令封装成类:
  • 3、遥控器:ControlPanel.java
  • 4、定义一个命令,可以干一系列的事情:QuickCommand.java
QuickCommand quickCloseCommand = new QuickCommand(new Command[]{new LightOffCommand(light), new ComputerOffCommand(computer), new DoorCloseCommand(door)});
controlPanel.setCommands(6, quickOpenCommand);
controlPanel.keyPressed(6);

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controlPanel.setCommands(0, new DoorOpenCommand(door));// 开门
controlPanel.keyPressed(0);

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7. 装饰者模式

装饰者模式:若要扩展功能,装饰者提供了比集成更有弹性的替代方案,动态地将责任附加到对象上。

  • 先简单描述下装饰者模式发挥作用的地方,当我们设计好了一个类,我们需要给这个类添加一些辅助的功能,并且不希望改变这个类的代码,这时候就是装饰者模式大展雄威的时候了。这里还体现了一个原则:类应该对扩展开放,对修改关闭。

  • 需求:设计游戏的装备系统,基本要求,要可以计算出每种装备在镶嵌了各种宝石后的攻击力和描述:

  • 1、装备的超类:IEquip.java

  • 2、各个装备的实现类:

  • 3、装饰品的超类(装饰品也属于装备):IEquipDecorator.java

  • 4、装饰品的实现类:

  • 5、最后测试:计算攻击力和查看描述:

     Log.e("---", "一个镶嵌2颗红宝石,1颗蓝宝石的靴子: "); 
    IEquip iEquip = new RedGemDecotator(new RedGemDecotator(new BlueGemDecotator(new ShoeEquip()))); 
    Log.e("---", "攻击力:" + iEquip.caculateAttack()); Log.e("---", "描述语:" + iEquip.description()); 
    

8. 外观模式

定义:提供一个统一的接口,用来访问子系统中的一群接口,外观定义了一个高层的接口,让子系统更容易使用。其实就是为了方便客户的使用,把一群操作,封装成一个方法。

  • 需求:我比较喜欢看电影,于是买了投影仪、电脑、音响、设计了房间的灯光、买了爆米花机,然后我想看电影的时候,我需要一键观影和一键关闭。

  • 每个设备类的开关等操作:

  • eg: 爆米花机:PopcornPopper.java

  • 电影院类:HomeTheaterFacade.java

     /**  * 一键观影  */
    public void watchMovie() {     computer.on();     light.down();     popcornPopper.on();     popcornPopper.makePopcorn();     projector.on();     projector.open();     player.on();     player.make3DListener(); } 
    
  • 最后测试:一键观影:

    new HomeTheaterFacade(computer, light, player, popcornPopper, projector).watchMovie(); 
    

9. 模板方法模式

定义:定义了一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中,模版方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法的步骤。

  • 需求:简单描述一下:本公司有程序猿、测试、HR、项目经理等人,下面使用模版方法模式,记录下所有人员的上班情况

  • 模板方法模式中的三类角色

  • 1、具体方法(Concrete Method)

  • 2、抽象方法(Abstract Method)

  • 3、钩子方法(Hook Method)

  • 工人的超类:Worker.java

    // 具体方法
    public final void workOneDay() {     Log.e("workOneDay", "-----------------work start----------------");     enterCompany();     work();     exitCompany();     Log.e("workOneDay", "-----------------work end----------------"); } 
    // 工作  抽象方法 
    public abstract void work(); 
    // 钩子方法 
    public boolean isNeedPrintDate() {     return false; } private void exitCompany() {     if (isNeedPrintDate()) {         Log.e("exitCompany", "---" + new Date().toLocaleString() + "--->");     }     Log.e("exitCompany", name + "---离开公司"); } 
    
  • 程序员实现类(可得知时间):ITWorker.java / * 重写父类的此方法,使可以查看离开公司时间 / @Override public boolean isNeedPrintDate() { return true; }*

  • 最后测试:

    • 查看所有人员的工作情况:

      QAWorker qaWorker = new QAWorker("测试人员"); qaWorker(); HRWorker hrWorker = new HRWorker("莉莉姐"); hrWorker.workOneDay(); ... 
      
    • 查看程序猿离开公司的时间:

      ITWorker itWorker = new ITWorker("jingbin"); itWorker.workOneDay(); 
      

10. 状态模式

定义:允许对象在内部状态改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

  • 定义又开始模糊了,理一下,当对象的内部状态改变时,它的行为跟随状态的改变而改变了,看起来好像重新初始化了一个类似的。

  • 需求:已自动售货机为例(有已投币、未投币等状态和投币、投币等方法)

  • 最初实现待改进的售货机:VendingMachine.java

  • 改进后的售货机(更具有延展性):VendingMachineBetter.java

    // 放钱 
    public void insertMoney() {     
    currentState.insertMoney(); } 
    // 退钱 
    public void backMoney() {     
    currentState.backMoney(); } 
    // 转动曲柄 
    public void turnCrank() {     
    currentState.turnCrank();     
    if (currentState == soldState || currentState == winnerState) {         
        currentState.dispense();
    //两种情况会出货     
    } } 
    // 出商品 
    public void dispense() {     
    Log.e("VendingMachineBetter", "---发出一件商品");     
    if (count > 0) {         count--;     } } 
    // 设置对应状态 
    public void setState(State state) {     
    this.currentState = state; } 
    
  • 状态的接口:State.java

  • 对应状态的接口实现类:

  • 改进后的售货机测试:

    // 初始化售货机,且里面有3个商品 
    VendingMachineBetter machineBetter = new VendingMachineBetter(3); 
    machineBetter.insertMoney(); 
    machineBetter.turnCrank(); 
    

11. 建造者模式

建造模式是对象的创建模式。建造模式可以将一个产品的内部表象(internal representation)与产品的生产过程分割开来,从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。

  • 需求:用户去汽车店购买汽车。

  • 分析:汽车店根据每个用户的需求提取对应汽车

  • 建造者超类:Builder

    public abstract class Builder {      public abstract void setPart(String name, String type);      public abstract Product getProduct(); } 
    
  • 建造者对应实现类:ConcreteBuilder

    - public class ConcreteBuilder extends Builder {
        private Product product = new Product();
    
        @Override
        public void setPart(String name, String type) {
            product.setName(name);
            product.setType(type);
        }
    
        @Override
        public Product getProduct() {
            return product;
        }
    } 
    - 
    

    店长Director取汽车:

    // 店长 
        Director director = new Director(); 
    // 得到宝马汽车,内部实现提取宝马汽车的详情操作 
    Product product = director.getBProduct(); 
    // 展示汽车信息 
    product.showProduct(); 
    

12. 原型模式

原型模式是用于创建重复的对象,同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式是实现了一个原型接口,该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。例如,一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象,在下一个请求时返回它的克隆,在需要的时候更新数据库,以此来减少数据库调用。

以获取多种形状为例,共分四步:

  • 1、创建一个实现了 Cloneable 接口的抽象类。Shape(implements Cloneable)

  • public abstract class Shape implements Cloneable {
        private String id;
        protected String type;
    
        public abstract void draw();
    
        public String getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }
    
        @Override
        public Object clone() {
            Object object = null;
            try {
                object = super.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                Log.e("--", e.getMessage());
            }
            return object;
        }
    } 
    
  • 2、创建扩展了上面抽象类的实体类。CircleRectangleSquare

    public class Circle extends Shape {      
        public Circle() {         
            type = "Circle";     }      
        @Override     
        public void draw() {         
            Log.e("---", "Inside Circle::draw() method.");     
        }      
    } 
    
  • 3、创建一个类,从数据库获取实体类,并把它们存储在一个 Hashtable 中。ShapeCache

  • public class ShapeCache {
           private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<String, Shape>();
     
           public static Shape getShape(String shapeId) {
               Shape shapeCache = shapeMap.get(shapeId);
               return (Shape) shapeCache.clone();
           }      // 对每种形状都运行数据库查询,并创建该形状    
           shapeMap.put(shapeKey, shape);     // 例如,我们要添加三种形状     
     
           public static void loadCache() {
               Circle circle = new Circle();
               circle.setId("1");
               shapeMap.put(circle.getId(), circle);
               Rectangle rectangle = new Rectangle();
               rectangle.setId("2");
               shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);
               Square square = new Square();
               square.setId("3");
               shapeMap.put(square.getId(), square);
           }
       } 
     
    
  • 4、使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。

    // 使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。 
    ShapeCache.loadCache(); 
    Shape shapeCache1 = ShapeCache.getShape("1"); 
    Shape shapeCache2 = ShapeCache.getShape("2"); 
    Shape shapeCache3 = ShapeCache.getShape("3"); 
    

13. 享元模式

主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式,它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象,如果未找到匹配的对象,则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色,所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

  • 主要解决:在有大量对象时,有可能会造成内存溢出,我们把其中共同的部分抽象出来,如果有相同的业务请求,直接返回在内存中已有的对象,避免重新创建。

以随机获取多种形状为例,共分四步:

  • 1、创建一个接口。

    public interface Shape {     void draw(); } 
    
  • 2、创建实现接口的实体类。

  • public class Circle implements Shape {
        private String color;
        private int x;
        private int y;
        private int radius;
    
        public Circle(String color) {
            this.color = color;
        }
    
        public void setX(int x) {
            this.x = x;
        }
    
        public void setY(int y) {
            this.y = y;
        }
    
        public void setRadius(int radius) {
            this.radius = radius;
        }
    
        @Override
        public void draw() {
            Log.e("---", "Circle: Draw() [Color : " + color + ", x : " + x + ", y :" + y + ", radius :" + radius);
        }
    }
    
  • 3、创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。

  • -
    
        public class ShapeFactory {
            private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<String, Shape>();
    
            public static Shape getShape(String color) {
                Shape shape = circleMap.get(color);
                if (shape == null) {
                    shape = new Circle(color);
                    circleMap.put(color, shape);
                    Log.e("getShape", "Creating circle of color : " + color);
                }
                return shape;
            }
        } 
    -
    
  • 4、使用该工厂,通过传递颜色信息来获取实体类的对象。

     for (int i = 0; i < 20; i++) {     
         Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getShape(getRandomColor());     
         circle.setX(getRandomX());     
         circle.setY(getRandomY());     
         circle.setRadius(100);     
         circle.draw(); } 
    

14. 代理模式

一个类代表另一个类的功能。在代理模式中,我们创建具有现有对象的对象,以便向外界提供功能接口。可以理解为内存中没有这个对象就创建,有就直接返回这个对象。

  • 主要解决:在直接访问对象时带来的问题,比如说:要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中,有些对象由于某些原因(比如对象创建开销很大,或者某些操作需要安全控制,或者需要进程外的访问),直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦,我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

以获取磁盘中的图片为例,总共分三步:

  • 1、创建一个接口。

     public interface Image {    void display(); } 
    
  • 2、创建实现接口的实体类 RealImage。对应代理类:ProxyImage。

    public class RealImage implements Image {
        private String fileName;
    
        public RealImage(String fileName) {
            this.fileName = fileName;
            loadFromDisk(fileName);
        }
    
        private void loadFromDisk(String fileName) {
            Log.e("RealImage", "loading " + fileName);
        }
    
        @Override
        public void display() {
            Log.e("RealImage", "Displaying " + fileName);
        }
    }
    
    public class ProxyImage implements Image {
        private String fileName;
        private RealImage realImage;
    
        public ProxyImage(String fileName) {
            this.fileName = fileName;
        }
    
        @Override
        public void display() {
            if (realImage == null) {
                realImage = new RealImage(fileName);
            }
            realImage.display();
        }
    }
    
  • 3、当被请求时,使用 ProxyImage 来获取 RealImage 类的对象。

    Image image = new ProxyImage("test_10mb.png"); // 第一次是new的,图像从磁盘加载 
    image.display(); // 第二次取缓存,图像不需要从磁盘加载 
    image.display(); 
    

15. 桥接模式

桥接(Bridge)是用于把抽象化与实现化解耦,使得二者可以独立变化。这种类型的设计模式属于结构型模式,它通过提供抽象化和实现化之间的桥接结构,来实现二者的解耦。

  • 主要解决:在有多种可能会变化的情况下,用继承会造成类爆炸问题,扩展起来不灵活。

以画不同颜色的圆为例,实现共分五步:

  • 1、创建桥接实现接口。

     public interface DrawAPI {     void drawCircle(int radius, int x, int y); } 
    
  • 2、创建实现了 DrawAPI 接口的实体桥接实现类。RedCircleGreenCircle

    public class RedCircle implements DrawAPI {      @Override     public void drawCircle(int radius, int x, int y) {         Log.e("---", "Drawing Circle[ color: red, radius: "                 + radius + ", x: " + x + ", " + y + "]");     } } 
    
  • 3、使用 DrawAPI 接口创建抽象类 Shape

    - public abstract class Shape {      protected DrawAPI drawAPI;      protected Shape(DrawAPI drawAPI) {         this.drawAPI = drawAPI;     }      public abstract void draw(); } 
    - 
    

    4、创建实现了 Shape 接口的实体类。

    public class Circle extends Shape {
            private int x, y, radius;
    
            protected Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
                super(drawAPI);
                this.x = x;
                this.y = y;
                this.radius = radius;
            }
    
            @Override
            public void draw() {
                drawAPI.drawCircle(radius, x, y);
            }
        }
    
  • 5、使用 Shape 和 DrawAPI 类画出不同颜色的圆。

    // 画红圆 
    Circle circle = new Circle(10, 10, 100, new RedCircle());s circle.draw(); 
    // 画绿圆 
    Circle circle2 = new Circle(20, 20, 100, new GreenCircle()); circle2.draw(); 
    

16. 组合模式

又叫部分整体模式,是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象,用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式,它创建了对象组的树形结构。

  • 主要解决:它在我们树型结构的问题中,模糊了简单元素和复杂元素的概念,客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

以创建和打印员工的层次结构为例,最小单元示例:

  • 1、创建 Employee 类,该类带有 Employee 对象的列表。

     public class Employee {
            private String name;     // 部门     
             private String dept;     // 工资     
             private int salary;     // 员工 
         list
        private List<Employee> subordinates;
    
        public Employee(String name, String dept, int salary) {
            this.name = name;
            this.dept = dept;
            this.salary = salary;
            this.subordinates = new ArrayList<Employee>();
        }
    
        public void add(Employee e) {
            subordinates.add(e);
        }
    
        public void remove(Employee e) {
            subordinates.remove(e);
        }
    
        public List<Employee> getSubordinates() {
            return subordinates;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Employee{" + "name='" + name + '\'' + ", dept='" + dept + '\'' + ", salary=" + salary + ", subordinates=" + subordinates + '}';
        }
    } 
    
    
  • 2.使用 Employee 类来创建和打印员工的层次结构。

        final Employee ceo = new Employee("John", "CEO", 30000);
        Employee headSales = new Employee("Robert", "Head sales", 20000);
        Employee headMarketing = new Employee("Michel", "Head Marketing", 20000);
        Employee clerk1 = new Employee("Laura", "Marketing", 10000);
        Employee clerk2 = new Employee("Bob", "Marketing", 10000);
        Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard", "Sales", 10000);
        Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob", "Sales", 10000);  ceo.add(headSales); ceo.add(headMarketing);  headSales.add(salesExecutive1); headSales.add(salesExecutive2);  headMarketing.add(clerk1); headMarketing.add(clerk2);  Log.e("---",ceo.toString());  
        // 打印 /*  * Employee{name='John', dept='CEO', salary=30000, 
        // * subordinates=[Employee{name='Robert', dept='Head sales', salary=20000,  
        // * subordinates=[  * Employee{name='Richard', dept='Sales', salary=10000, subordinates=[]},  
        // * Employee{name='Rob', dept='Sales', salary=10000, subordinates=[]}]},  
        // * Employee{name='Michel', dept='Head Marketing', salary=20000,  
        // * subordinates=[Employee{name='Laura', dept='Marketing', salary=10000, subordinates=[]},  
        // * Employee{name='Bob', dept='Marketing', salary=10000, subordinates=[]}]}]}  */ 
    

17. 迭代器模式

Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素,不需要知道集合对象的底层表示。迭代器模式属于行为型模式。

  • 主要解决:不同的方式来遍历整个整合对象。

以使用迭代器打印名字为例,总共分三步:

  • 1、创建接口: public interface Iterator { public boolean hasNext(); public Object next(); } public interface Container { public Iterator getIterator(); }

  • 2、创建实现了 Container 接口的实体类。该类有实现了 Iterator 接口的内部类 NameIterator。

    public class NameRepository implements Container {
            private String names[] = {"John", "jingbin", "youlookwhat", "lookthis"};
    
            @Override
            public Iterator getIterator() {
                return new NameIterator();
            }
    
            private class NameIterator implements Iterator {
                int index;
    
                @Override
                public boolean hasNext() {
                    if (index < names.length) {
                        return true;
                    }
                    return false;
                }
    
                @Override
                public Object next() {
                    if (hasNext()) {
                        return names[index++];
                    }
                    return null;
                }
            }
        }
    
  • 3、使用 NameRepository 来获取迭代器,并打印名字。

    NameRepository nameRepository = new NameRepository(); for (Iterator iterator = nameRepository.getIterator(); iterator.hasNext(); ) {     String name = (String) iterator.next();     Log.e("---", name);     /*      * /---: John      * /---: jingbin      * /---: youlookwhat      * /---: lookthis      */ } 
    

18. 中介者模式

用来降低多个对象和类之间的通信复杂性。这种模式提供了一个中介类,该类通常处理不同类之间的通信,并支持松耦合,使代码易于维护。中介者模式属于行为型模式。

  • 主要解决:对象与对象之间存在大量的关联关系,这样势必会导致系统的结构变得很复杂,同时若一个对象发生改变,我们也需要跟踪与之相关联的对象,同时做出相应的处理。

以公共聊天室为例,最小单元示例步骤:

  • 1、创建中介类。

    public class CharRoom {     public static void showMessage(User user, String message) {         Log.e("---", new Date().toString()                 + " [" + user.getName() + "] : " + message);     } } 
    
  • 2、创建 user 类。

    public class User {     private String name;      public User(String name) {         this.name = name;     }      public String getName() {         return name;     }      public void setName(String name) {         this.name = name;     }      public void sendMessage(String message) {           // 使用中介类         CharRoom.showMessage(this, message);     } } 
    
  • 3、使用 User 对象来显示他们之间的通信。

      User jingbin = new User("jingbin");     jingbin.sendMessage("Hi~ youlookwhat!");     //---: Sun Feb 02 08:11:47 GMT+00:00 2020 [jingbin] : Hi~ youlookwhat!
        // User jingbin = new User("youlookwhat");     jingbin.sendMessage("Hi~ jingbin!");     //---: Sun Feb 02 08:11:49 GMT+00:00 2020 [youlookwhat] : Hi~ jingbin! 
    
    

19. 备忘录模式

保存一个对象的某个状态,以便在适当的时候恢复对象。备忘录模式属于行为型模式。

  • 主要解决:所谓备忘录模式就是在不破坏封装的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样可以在以后将对象恢复到原先保存的状态。

以使用备忘录为例,最小单元步骤:

  • 1、创建 备忘录 Memento 类。

    public class Memento {
            private String state;
    
            public Memento(String state) {
                this.state = state;
            }
    
            public String getState() {
                return state;
            }
    
            public void setState(String state) {
                this.state = state;
            }
        }
    
  • 2、创建 Originator 类。

     public class Originator {      
         private String state;      
         public String getState() {         
             return state;     }      
         public void setState(String state) {         
             this.state = state;     }      
         public Memento setSateToMemento() {         
             return new Memento(state);     }      
         public String getStateFromMemento(Memento memento) {         
             return memento.getState();     } } 
    
  • 3、创建 CareTaker 类。

     public class CareTaker {
            private List<Memento> mementoList = new ArrayList<Memento>();
    
            public void add(Memento memento) {
                mementoList.add(memento);
            }
    
            public Memento get(int index) {
                return mementoList.get(index);
            }
        }
    
  • 4、使用 CareTaker 和 Originator 对象

     // 管理者 
    CareTaker careTaker = new CareTaker();  
    Originator originator = new Originator(); 
    originator.setState("State #1"); originator.setState("State #2"); 
    // 保存状态 
    careTaker.add(originator.setSateToMemento());  
    originator.setState("State #3");  
    // 保存状态 
    careTaker.add(originator.setSateToMemento());  
    originator.setState("State #4");  
    Log.e("---", "Current State: " + originator.getState()); 
    // 得到保存的状态 
    String fromMemento1 = originator.getStateFromMemento(careTaker.get(0)); 
    Log.e("---", "First Saved State: " + fromMemento1); 
    String fromMemento2 = originator.getStateFromMemento(careTaker.get(1)); 
    Log.e("---", "Second Saved State: " + fromMemento2);  /*  * /---: Current State: State #4  * /---: First Saved State: State #2  * /---: Second Saved State: State #3  */ 
    

20. 解释器模式

提供了评估语言的语法或表达式的方式,它属于行为型模式。这种模式实现了一个表达式接口,该接口解释一个特定的上下文。这种模式被用在 SQL 解析、符号处理引擎等。

  • 主要解决:对于一些固定文法构建一个解释句子的解释器。

以解释一句话为例,最小单元步骤:

  • 1、创建一个表达式接口 Expression。

     public interface Expression {     public boolean interpreter(String content); } 
    
  • 2、创建实现了上述接口的实体类。

    TerminalExpression、OrExpression、AndExpression。 public class TerminalExpression implements Expression {      private String data;          public TerminalExpression(String data) {         this.data = data;     }          @Override     public boolean interpreter(String content) {        // 是包含判断         return content.contains(data);     } } public class OrExpression implements Expression {      private Expression expression1;     private Expression expression2;      public OrExpression(Expression expression1, Expression expression2) {         this.expression1 = expression1;         this.expression2 = expression2;     }      @Override     public boolean interpreter(String content) {         return expression1.interpreter(content) || expression2.interpreter(content);     } } public class AndExpression implements Expression {      private Expression expression1;     private Expression expression2;      public AndExpression(Expression expression1, Expression expression2) {         this.expression1 = expression1;         this.expression2 = expression2;     }      @Override     public boolean interpreter(String content) {         return expression1.interpreter(content) && expression2.interpreter(content);     } } 
    
  • 3、使用 Expression 类来创建规则,并解析它们。

     /**  * 规则:jingbin 和 youlookwhat 是男性  */ public static Expression getMaleExpression() {     TerminalExpression jingbin = new TerminalExpression("jingbin");     TerminalExpression youlookwhat = new TerminalExpression("youlookwhat");     return new OrExpression(jingbin, youlookwhat); }  /**  * 规则:Julie 是一个已婚的女性  */ public static Expression getMarriedWomanExpression() {     TerminalExpression julie = new TerminalExpression("Julie");     TerminalExpression married = new TerminalExpression("Married");     return new AndExpression(julie, married); }  Expression maleExpression = getMaleExpression(); // jingbin is male: true Log.e("---", "jingbin is male: " + maleExpression.interpreter("jingbin"));  Expression womanExpression = getMarriedWomanExpression(); // Julie is married woman: true Log.e("---", "Julie is married woman: " + womanExpression.interpreter("Married Julie")); 
    

21. 责任链模式

责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型,对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。在这种模式中,通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求,那么它会把相同的请求传给下一个接收者,依此类推。

  • 主要解决:职责链上的处理者负责处理请求,客户只需要将请求发送到职责链上即可,无须关心请求的处理细节和请求的传递,所以职责链将请求的发送者和请求的处理者解耦了。

以Android Studio中打印日志为例,最小单元步骤:

  • 1、创建抽象的记录器类 AbstractLogger。

    public abstract class AbstractLogger {      public static int INFO = 1;     public static int DEBUG = 2;     public static int ERROR = 3;      protected int level;      // 责任链中的下一个元素     protected AbstractLogger nextLogger;      public void setNextLogger(AbstractLogger nextLogger) {         this.nextLogger = nextLogger;     }      public void logMessage(int level, String message) {         if (this.level <= level) {             write(message);         }         // 递归效果,不断调用下一级 logMessage         if (nextLogger != null) {             nextLogger.logMessage(level, message);         }     }      protected abstract void write(String message); } 
    
  • 2、创建扩展了该记录器类的实体类。

    public class ConsoleLogger extends AbstractLogger {      
        public ConsoleLogger(int level) {         this.level = level;     }      @Override     protected void write(String message) {         Log.e("---", "Standard Console::Logger  " + message);     } } public class FileLogger extends AbstractLogger {      public FileLogger(int level) {         this.level = level;     }      @Override     protected void write(String message) {         Log.e("---", "File::Logger  " + message);     } } public class ErrorLogger extends AbstractLogger {      public ErrorLogger(int level) {         this.level = level;     }      @Override     protected void write(String message) {         Log.e("---", "Error Console::Logger  " + message);     } } 
    
  • 3、创建不同类型的记录器。赋予它们不同的错误级别,并在每个记录器中设置下一个记录器。每个记录器中的下一个记录器代表的是链的一部分。

     public static AbstractLogger getChainOfLoggers() {     
         ErrorLogger errorLogger = new ErrorLogger(AbstractLogger.ERROR);     
         FileLogger fileLogger = new FileLogger(AbstractLogger.DEBUG);     
         ConsoleLogger consoleLogger = new ConsoleLogger(AbstractLogger.INFO);     
         errorLogger.setNextLogger(fileLogger);     
         fileLogger.setNextLogger(consoleLogger);     
         return errorLogger; 
     }  
    AbstractLogger logger = getChainOfLoggers();  // ---: Standard Console::Logger  this is an information. logger.logMessage(AbstractLogger.INFO, "this is an information.");  // ---: File::Logger  this is a debug level information. // ---: Standard Console::Logger  this is a debug level information. logger.logMessage(AbstractLogger.DEBUG, "this is a debug level information.");  // ---: Error Console::Logger  this is a error level information. // ---: File::Logger  this is a error level information. // ---: Standard Console::Logger  this is a error level information. logger.logMessage(AbstractLogger.ERROR, "this is a error level information."); 
    

22. 访问者模式

在访问者模式中,我们使用了一个访问者类,它改变了元素类的执行算法。通过这种方式,元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式,元素对象已接受访问者对象,这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

  • 主要解决:稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

以显示计算机的组成部分为例,主要分五步实现:

  • 1、定义一个表示元素的接口。

     public interface ComputerPart {     public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor); } 
    
  • 2、创建扩展了上述类的实体类。KeyboardMonitorMouseComputer

    public class Computer implements ComputerPart {      
        private ComputerPart[] parts;
        public Computer() {         
            this.parts = new ComputerPart[]{new Mouse(), new Keyboard(), new Monitor()};     
        }      
        @Override     
        public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {         
            for (ComputerPart part : parts) {             
                part.accept(computerPartVisitor);         
            }         computerPartVisitor.visit(this);     
        } 
    } 
    public class Mouse implements ComputerPart {     
        @Override     public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {         
            computerPartVisitor.visit(this);     
        } 
    } 
    
  • 3、定义一个表示访问者的接口。

     public interface ComputerPartVisitor {      public void visit(Computer computer);      public void visit(Mouse mouse);      public void visit(Keyboard keyboard);      public void visit(Monitor monitor); } 
    
  • 4、创建实现了上述类的实体访问者。

    public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor {      @Override     public void visit(Computer computer) {         Log.e("---", "Displaying Computer.");     }      @Override     public void visit(Mouse mouse) {         Log.e("---", "Displaying Mouse.");     }      @Override     public void visit(Keyboard keyboard) {         Log.e("---", "Displaying Keyboard.");     }      @Override     public void visit(Monitor monitor) {         Log.e("---", "Displaying Monitor.");     } } 
    
  • 5、使用 ComputerPartDisplayVisitor 来显示 Computer 的组成部分。

    ComputerPart computer = new Computer();     
    computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor());    
    /*      *打印:      *---: Displaying Mouse.      *---: Displaying Keyboard.      *---: Displaying Monitor.      *---: Displaying Computer.      */
    
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