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经典框架中的设计模式JAVA23种设计模式入门到精通

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代 码可靠性。 毫无疑问,设计模式于己于他人于系统都是多赢的,设计模式使代码编制真正工程化,设计模式是软件工程的基石,如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用 设计模式可以完美的解决很多问题,每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应,每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的核心解决 方案,这也是它能被广泛应用的原因。

在丰宁等地区,都构建了全面的区域性战略布局,加强发展的系统性、市场前瞻性、产品创新能力,以专注、极致的服务理念,为客户提供做网站、网站建设 网站设计制作按需定制设计,公司网站建设,企业网站建设,成都品牌网站建设,全网营销推广,成都外贸网站建设公司,丰宁网站建设费用合理。

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类:

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。

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。

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:

二、Java的23中设计模式

从这一块开始,我们详细介绍Java中23种设计模式的概念,应用场景等情况,并结合他们的特点及设计模式的原则进行分析。

1、工厂方法模式(Factory Method)

工厂方法模式分为三种:

11、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。首先看下关系图:

举例如下:(我们举一个发送邮件和短信的例子)

首先,创建二者的共同接口:

  1. public interface Sender {

  2. public void Send();

  3. }

其次,创建实现类:

  1. public class MailSender implements Sender {

  2. @Override

  3. public void Send() {

  4. System.out.println(“this is mailsender!”);

  5. }

  6. }

  7. public class SmsSender implements Sender {


  8. @Override

  9. public void Send() {

  10. System.out.println(“this is sms sender!”);

  11. }

  12. }

最后,建工厂类:

  1. public class SendFactory {


  2. public Sender produce(String type) {

  3. if (“mail”.equals(type)) {

  4. return new MailSender();

  5. } else if (“sms”.equals(type)) {

  6. return new SmsSender();

  7. } else {

  8. System.out.println(“请输入正确的类型!”);

  9. return null;

  10. }

  11. }

  12. }

我们来测试下:

  1. public class FactoryTest {


  2. public static void main(String[] args) {

  3. SendFactory factory = new SendFactory();

  4. Sender sender = factory.produce(“sms”);

  5. sender.Send();

  6. }

  7. }

输出:this is sms sender!

22、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。关系图:

::__IHACKLOG_REMOTE_IMAGE_AUTODOWN_BLOCK__::2

将上面的代码做下修改,改动下SendFactory类就行,如下:

public class SendFactory {

public Sender produceMail(){

  1. return new MailSender();

  2. }


  3. public Sender produceSms(){

  4. return new SmsSender();

  5. }

  6. }

测试类如下:

  1. public class FactoryTest {


  2. public static void main(String[] args) {

  3. SendFactory factory = new SendFactory();

  4. Sender sender = factory.produceMail();

  5. sender.Send();

  6. }

  7. }

输出:this is mailsender!

33、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。

  1. public class SendFactory {


  2. public static Sender produceMail(){

  3. return new MailSender();

  4. }


  5. public static Sender produceSms(){

  6. return new SmsSender();

  7. }

  8. }

  9. public class FactoryTest {


  10. public static void main(String[] args) {

  11. Sender sender = SendFactory.produceMail();

  12. sender.Send();

  13. }

  14. }

输出:this is mailsender!

总体来说,工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,并且具有共同的接口时,可以通过工厂方法模式进行创建。在以上的三种模式中,第一种如果传 入的字符串有误,不能正确创建对象,第三种相对于第二种,不需要实例化工厂类,所以,大多数情况下,我们会选用第三种——静态工厂方法模式。

2、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。因为抽象 工厂不太好理解,我们先看看图,然后就和代码,就比较容易理解。

请看例子:

  1. public interface Sender {

  2. public void Send();

  3. }

两个实现类:

  1. public class MailSender implements Sender {

  2. @Override

  3. public void Send() {

  4. System.out.println(“this is mailsender!”);

  5. }

  6. }

  7. public class SmsSender implements Sender {


  8. @Override

  9. public void Send() {

  10. System.out.println(“this is sms sender!”);

  11. }

  12. }

两个工厂类:

  1. public class SendMailFactory implements Provider {


  2. @Override

  3. public Sender produce(){

  4. return new MailSender();

  5. }

  6. }

  7. public class SendSmsFactory implements Provider{


  8. @Override

  9. public Sender produce() {

  10. return new SmsSender();

  11. }

  12. }

在提供一个接口:

  1. public interface Provider {

  2. public Sender produce();

  3. }

测试类:

  1. public class Test {


  2. public static void main(String[] args) {

  3. Provider provider = new SendMailFactory();

  4. Sender sender = provider.produce();

  5. sender.Send();

  6. }

  7. }

其实这个模式的好处就是,如果你现在想增加一个功能:发及时信息,则只需做一个实现类,实现Sender接口,同时做一个工厂类,实现Provider接口,就OK了,无需去改动现成的代码。这样做,拓展性较好!

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。

首先我们写一个简单的单例类:

  1. public class Singleton {


  2. /* 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 */

  3. private static Singleton instance = null;


  4. /* 私有构造方法,防止被实例化 */

  5. private Singleton() {

  6. }


  7. /* 静态工程方法,创建实例 */

  8. public static Singleton getInstance() {

  9. if (instance == null) {

  10. instance = new Singleton();

  11. }

  12. return instance;

  13. }


  14. /* 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 */

  15. public Object readResolve() {

  16. return instance;

  17. }

  18. }

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:

  1. public static synchronized Singleton getInstance() {

  2. if (instance == null) {

  3. instance = new Singleton();

  4. }

  5. return instance;

  6. }

但是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所下降,因为每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次创建对象的时候需要加锁,之后就不需要了,所以,这个地方需要改进。我们改成下面这个:

  1. public static Singleton getInstance() {

  2. if (instance == null) {

  3. synchronized (instance) {

  4. if (instance == null) {

  5. instance = new Singleton();

  6. }

  7. }

  8. }

  9. return instance;

  10. }

似乎解决了之前提到的问题,将synchronized关键字加在了内部,也就是说当调用的时候是不需要加锁的,只有在instance为 null,并创建对象的时候才需要加锁,性能有一定的提升。但是,这样的情况,还是有可能有问题的,看下面的情况:在Java指令中创建对象和赋值操作是 分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间, 然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了,我们以A、B两个线程为例:

a>A、B线程同时进入了第一个if判断

b>A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();

c>由于JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。经典框架中的设计模式JAVA 23种设计模式入门到精通经典框架中的设计模式JAVA 23种设计模式入门到精通经典框架中的设计模式JAVA 23种设计模式入门到精通经典框架中的设计模式JAVA 23种设计模式入门到精通经典框架中的设计模式JAVA 23种设计模式入门到精通

d>B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。

e>此时B线程打算使用Singleton实例,却发现它没有被初始化,于是错误发生了。

所以程序还是有可能发生错误,其实程序在运行过程是很复杂的,从这点我们就可以看出,尤其是在写多线程环境下的程序更有难度,有挑战性。我们对该程序做进一步优化:


文章标题:经典框架中的设计模式JAVA23种设计模式入门到精通
文章转载:http://cdkjz.cn/article/iecgej.html
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