java的中的设计模式

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-05-26 11:43 86阅读 0赞

本篇文章用来写学习中遇到的java设计模式

***1.  模板方法设计模式***

在定义功能时，功能的一部分是确定的，但有一部分是不确定的，而确定的部分在使用不确定的部分，此时就将不确定的部分暴露出去，由该类的子类去完成。也就是说为了避免子类的重复代码，我们将那些可能实现不同的细节暴露出去，由子类进行重写。

例如： 需求是  获取一个程序运行的时间 。

分析： 我们可以获取程序开始和结束的时间，相减即可。

package test;
    
    abstract class GetTime{
    	public final void getTime(){
    		long start = System.currentTimeMillis();
    		//具体的功能由子类实现
    		runcode();
    		
    		long end = System.currentTimeMillis();
    		System.out.println("毫秒："+(end-start));
    	}
    	
    	public abstract void runcode();
    }
    // 实现具体的功能
    class SubTime extends GetTime{
    	public  void runcode(){
    	   for(int x=0; x<4000; x++){}
    	}
    }
    
    public class  TemplateDemo{
    	public static void main(String[] args) {
    		SubTime gt = new SubTime();
    		gt.getTime();
    	}
    }

总结： 即提取出公用的代码，而将那些可变的行为交由子类去实现。

***2.  单例模式***

保证一个类只有一个实例，设计一个公共的方法，返回该实例。

常见的单例实现模式有 饿汉式，懒汉式。

饿汉式举例如下

package test;
    /**
     * 单例模式之----饿汉式，
     *  在类加载时就进行了初始化。
     *
     */
    public class SingleDemo {
      private static final SingleDemo singleDemo =new SingleDemo();
      
      private SingleDemo() {}
    
      public static SingleDemo getInstance(){
    	  return singleDemo ;
      }
    }

上述实现模式的问题在于 单例产生的时机无法控制，假如该实例中存在一个静态变量，那么当访问该静态变量时，就会触发创建类的实例。对其改造如下：懒汉模式

懒汉式举例如下：

package test;
    /**
     * 懒汉式
     * 	类加载时并没有初始化。延迟加载
     */
    public class SingleDemo2 {
    	// 将构造方法私有化，禁止通过new进行创建
      private SingleDemo2() {}
      
      private static SingleDemo2 singledemo2 = null;
      // 使用的时候才开始初始化该对象
      public static synchronized SingleDemo2 getInstance(){
    	  if(singledemo2 ==null)
    		  singledemo2=new SingleDemo2() ;
    	  return singledemo2 ;
      }
    }

上述实现模式同样存在问题，虽然在同步方法中并没有做什么耗时的操作，但是在高并发中，多个线程进入时仍需要判断锁，所以也存在性能问题。对于改造如下:

public class StaticSingleton{
        private  StaticSingleton(){
    	   System.out.println("Singleton is create");
    	}
    	private static class SingleHolder{
    		private static StaticSingletoninstance=new StaticSingleton();
    	}
    
    	public static StaticSingleton getInstance(){
    	  return SingleHolder.instance ;
    	} 
     }

当 StaticSingleton被初始化的时候，其内部的静态内部类是不会被初始化的，只有当访问到 getInstance时，才会触发内部类的初始化。

**3. 装饰设计模式**

**   当对一组对象自的功能进行增强时，就可以使用该模式进行问题的解决。   **

和继承一样，都能进行功能的扩展。

假如有一个继承体系：

Writer

1-- TextWriter ： 用于操作文本

1 -- MediaWriter ： 用于操作媒体

如果想加入缓冲技术来提高效率，那么理论上我们可以通过继承来进行具体的功能的扩展。于是现有体系就变成：

Writer

1 -- TextWriter

1-- BufferedTextWriter ：加入了缓冲技术的操作文本对象。

1 -- MediaWriter

1 -- BufferedMediaWriter ：加入了缓冲技术的操作媒体对象。

慢慢的，以后随着功能的扩展，就会发现只为提高功能，而进行的继承，导致继承体系越来越臃肿，不够灵活。

重新思考下：

既然加入的是同一种技术，可不可以将缓冲技术进行单独的封装，哪个对象需要缓冲，就将哪个对象和缓冲关联。

eg：

class BufferWriter{
    	BufferWriter(Writer w)
    	{
    		直接对父类进行操作后，子类也跟着变化了 。
    	}
    }

于是，现在继承体系就变为：

Writer

1--TextWriter ：用于操作文本。

1--MediaWriter:用于操作媒体。

1--BufferWriter：用于提高效率。

装饰比继承更为灵活， 但是需要  装饰类和被装饰类都必须所属同一个接口或父类。

**4. 不变模式**

**   一个类的内部状态创建后，在整个生命周期间都不会发生改变时，就是不变类**

**不变模式时不需要同步的，并且不变模式不会被修改，即 仅仅是一个可读对象，并不需要同步，这样就提供了很高的性能。**

public final class Product{
    	// 确保无子类
    	private final String no ;
    	// 私有属性，不会被其他对象获取。
    	private final String name ;
    	// final 保证属性不会被2次赋值
    
    //final 修饰变量的时候，可以先声明，而不给初值，这被称为final空白，无论什么情况下，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化
    	private final double price ;
    
    	public Product(String no,String name,double price){// 在创建对象时，必须指定数据
    		super();
    		   //因为创建之后，无法进行修改。
    		this.no =no ;
    		this.name=name ;
    		this.price=price ;
    	}
    	// getter ，注意：不需要setter
    }

**5. 生产者消费者模式**

`生产者消费者是一个经典的多线程设计模式。它为多线程的协作提供了良好的解决方案。在生产者-消费者模式中，通常有两类线程， 即若干个生产者线程和若干个消费者线程。生产者负责提交用户请求，消费者线程则负责具体处理生产者的提交的任务。生产者和消费者之间则通过共享内存缓冲区进行通信。 其实现见 Java多线程-生产者消费者问题  `[java多线程][java]

**6. 代理模式**

代理模式就是说，给某个对象提供一个代理对象，由代理对象来控制原有对象自的行为，就如我们自己买票，由于抽不出空，所以提供信息给 售票贩子，让他们帮忙买。

代理模式主要有两种，jdk代理和cglib代理，两种代理模式在实现上稍有不同。

jdk代理 即实现   java.lang.reflect.InvocationHandler ，通过重写  invoke 即可。

public interface Person {
        // 寻找真爱
        void findLove();
       String getName();
    
       String getSex();
    }
    //     ......
    public class PersonProxy implements InvocationHandler {
        private Person target;
        // 获取代理人的 信息
        public Object getInstance(Person target) throws Exception {
            this.target = target;
            Class clazz =target.getClass() ;
            return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
        }
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.out.println("------ 代理类-------");
            this.target.findLove(); 
            return null;
        }
    }
    
    public class XiaoXingxing implements  Person {
        private  String sex = "女";
        private String name = "小星星";
        @Override
        public void findLove() {
            System.out.println("我叫： " +this.name +", 性别： " +this.sex+"， 我的要求是:\n");
            System.out.println("长得帅的");
            System.out.println("有房有车的");
            System.out.println("身高180cm以上，体重60kg");
        }
    // ........ 省略其他方法
    }
    // .....
    public class TestFindLove {
        public static void main(String[] args) {
    //        new XiaoXingxing().findLove();
    
            try {
               Person proxy= (Person)new PersonProxy ().getInstance(new XiaoXingxing());
               proxy.findLove();
            }catch (Exception e){
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }

cglib代理如下：

public class YProxy implements MethodInterceptor {
        public Object getInstance(Object obj) throws  Exception{
            Enhancer enhancer=new Enhancer();
            //把父类设置为谁
            enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
            enhancer.setCallback(this);
            //通过反射机制，给它实例化
            return  enhancer.create();
        }
        @Override
        public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
            System.out.println("代理模式" );
            methodProxy.invokeSuper(o,objects);
            return null;
        }
    }
    // ........
    public class YunZJ {
        public void findLove(){
            System.out.println("肤白貌美大长腿");
        }
    }
    // ....
    public class TestCglibProxy {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                YunZJ obj = (YunZJ)new YProxy().getInstance(new YunZJ());
                obj.findLove();
            }catch ( Exception e ){}
        }
    }

**7. 工厂模式**

该模式旨在隐藏复杂的逻辑过程，只关心结果。主要有简单工厂、工厂方法、抽象工厂。

简单工厂如下：

// 规定一定的标准
    public interface Car {
        // 规定汽车的品牌
        String getName() ;
    }
    // ...
    public class Benz implements  Car {
        @Override
        public String getName() {
            return "奔驰";
        }
    }
    public class BMW implements  Car {
        @Override
        public String getName() {
            return "宝马";
        }
    }
    public class SimpleFactory {
        // 实现统一管理，专业化管理，通过不同条件（品牌），返回对应的汽车
        public Car getCar(String name) {
            if ("BMW".equalsIgnoreCase(name)) {
                return new BMW();
            } else if ("BENZ".equalsIgnoreCase(name)) {
                return new Benz();
            } else {
                System.out.println("未有生产工艺");
                return null;
            }
        }
    }
    
    // 对于消费者而言，并不需要关心其中的细节，只关心返回的结果。
    public class SimpleFactoryTest  {
        public static void main(String[] args) {
            // 消费者
            Car car = new SimpleFactory().getCar("BMW");
            System.out.println(car.getName());
        }
    }

工厂方法：

public interface Factory {
        Car getCar();
    }
    //... 直接由对应的工厂生产出产品
    public class BenzFactory implements  Factory {
        @Override
        public Car getCar() {
            return new Benz();
        }
    }
    //***
    public class BmwFactory implements  Factory {
        @Override
        public Car getCar() {
            return new BMW();
        }
    }
    //***
    public class FactoryTest {
        public static void main(String[] args) {
            // 工厂方法模式
              //各个产品的生产商，都拥有各自的工厂，生产工艺，生成的高科技程度都是不一样的
            Factory factory = new BenzFactory();
            System.out.println(factory.getCar().getName());
    
            factory = new BmwFactory();
            System.out.println(factory.getCar().getName());
        }
    }

抽象工厂：

public abstract class AbstractFactory {
        abstract Car getCar();
    
        public Car getCar(String name) {
            if ("BMW".equalsIgnoreCase(name)) {
                return new BmwFactory().getCar();
            } else if ("BENZ".equalsIgnoreCase(name)) {
                return new BenzFactory().getCar();
            } else {
                System.out.println("未有生产工艺");
                return null;
            }
        }
    }
    //***
    public class BenzFactory extends AbstractFactory {
        @Override
        public Car getCar() {
            return new Benz();
        }
    }
    //***
    public class BmwFactory extends AbstractFactory {
        @Override
        public Car getCar() {
            return new BaoMa();
        }
    }
    //***
    public class DefaultFactory extends AbstractFactory {
        private BenzFactory defaultFactory = new BenzFactory();
    
        @Override
        public Car getCar() {
            return defaultFactory.getCar();
        }
    }
    //*** 
    public class AbstractFactoryTest {
        public static void main(String[] args) {
            DefaultFactory factory = new DefaultFactory();
            System.out.println(factory.getCar().getName());
    
    //        factory=new DefaultFactory().ge;
            System.out.println(factory.getCar("BMW").getName());
        }
    }

未完待续

[java]: https://blog.csdn.net/m0_37564404/article/details/80200816