设计模式学习

现在是在电信部门实习，每天空闲时间较多，所以就复习了一下设计模式。

1. 工厂方法模式

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

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。

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

网上有关单例模式的例子很多，这里采用多线程的单例模式。

优点：

  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。

/**
 * 多线程的单例模式，使用双重校验机制
 * 使用多线程的单例模式的原因是：在多线程环境下，创建类的实例会出现问题，必须要对创建类的函数加上synchronized关键字，以防止实例化两个或者以上的实例。
 */
public class DoubleCheckMode {

    private volatile static DoubleCheckMode sDoubleCheckMode ;

    public DoubleCheckMode() {
        System.out.println(" created " + getClass().getSimpleName());
    }

    public static DoubleCheckMode getInstance() {
        if (sDoubleCheckMode == null)
            synchronized (DoubleCheckMode.class) {
                if (sDoubleCheckMode == null) {
                    sDoubleCheckMode = new DoubleCheckMode();
                }
            }
        return sDoubleCheckMode;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    System.out.println("thread" + getId());
                    DoubleCheckMode.getInstance();
                }
            }.start();
        }
    }

}

或者

            使用静态内部实现的单例是懒加载的且线程安全。

            从网上资料得出如下结论：加载一个类时，其内部类不会同时被加载。一个类被加载，当且仅当其某个静态成员（静态域、构造器、静态方法等）被调用时发生。

public class Singleton {

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

    /* 此处使用一个内部类来维护单例 */
    private static class SingletonFactory {
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }

    /* 获取实例 */
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonFactory.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 getInstance();
    }
}

或者

public class SingletonTest {

    private static SingletonTest instance = null;

    private SingletonTest() {
    }

    private static synchronized void syncInit() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonTest();
        }
    }

    public static SingletonTest getInstance() {
        if (instance == null) {
            syncInit();
        }
        return instance;
    }
}

4. 建造者模式

工厂类模式提供的是创建单个类的模式，而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来创建复合对象，所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性，其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的Test结合起来得到的。

public class Builder {
    
    private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();
    
    public void produceMailSender(int count){
        for(int i=0; i<count; i++){
            list.add(new MailSender());
        }
    }
    
    public void produceSmsSender(int count){
        for(int i=0; i<count; i++){
            list.add(new SmsSender());
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Builder builder = new Builder();
        builder.produceMailSender(10);
    }
}

从这点看出，建造者模式将很多功能集成到一个类里，这个类可以创造出比较复杂的东西。所以与工程模式的区别就是：工厂模式关注的是创建单个产品，而建造者模式则关注创建符合对象，多个部分。因此，是选择工厂模式还是建造者模式，依实际情况而定。

5. 原型模式

原型模式就是讲一个对象作为原型，使用clone()方法来创建新的实例。

public class Prototype implements Cloneable{

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone()   {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            return null;
        }
    }

    public static void main ( String[] args){
        Prototype pro = new Prototype();
        Prototype pro1 = (Prototype)pro.clone();
    }
}

 6.  适配器模式

适配器模式的作用就是在原来的类上提供新功能。主要可分为3种：

　　类适配：创建新类，继承源类，并实现新接口，例如 

class  adapter extends oldClass  implements newFunc{}

　　对象适配：创建新类持源类的实例，并实现新接口，例如 

class adapter implements newFunc { private oldClass oldInstance ;}

　　接口适配：创建新的抽象类实现旧接口方法。例如 

abstract class adapter implements oldClassFunc { void newFunc();}

7. 装饰模式

 给一类对象增加新的功能，装饰方法与具体的内部逻辑无关。例如：

interface Source{ void method();}
public class Decorator implements Source{

    private Source source ;
    public void decotate1(){
        System.out.println("decorate");
    }
    @Override
    public void method() {
        //内部逻辑
        decotate1();
        source.method();
    }
}

8. 代理模式

客户端通过代理类访问，代理类实现具体的实现细节，客户只需要使用代理类即可实现操作。

这种模式可以对旧功能进行代理，用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。

interface Source{ void method();}

class OldClass implements Source{
    @Override
    public void method() {
    }
}

class Proxy implements Source{
    private Source source = new OldClass();

    void doSomething(){}
    @Override
    public void method() {
        new Class1().Func1();
        source.method();
        new Class2().Func2();
        doSomething();
    }
}

9. 外观模式

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，定义一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。这句话是百度百科的解释，有点难懂，但是没事，看下面的例子，我们在启动停止所有子系统的时候，为它们设计一个外观类，这样就可以实现统一的接口，这样即使有新增的子系统subSystem4,也可以在不修改客户端代码的情况下轻松完成。

public class Facade {
    private subSystem1 subSystem1 = new subSystem1();
    private subSystem2 subSystem2 = new subSystem2();
    private subSystem3 subSystem3 = new subSystem3();
    
    public void startSystem(){
        subSystem1.start();
        subSystem2.start();
        subSystem3.start();
    }
    
    public void stopSystem(){
        subSystem1.stop();
        subSystem2.stop();
        subSystem3.stop();
    }
}

10. 桥接模式

11. 组合模式

 组合模式是为了表示那些层次结构，同时部分和整体也可能是一样的结构，常见的如文件夹或者树。举例：

abstract class component{}

class File extends  component{ String filename;}

class Folder extends  component{
    component[] files ;  //既可以放文件File类，也可以放文件夹Folder类。Folder类下又有子文件或子文件夹。
    String foldername ;
    public Folder(component[] source){ files = source ;}
    
    public void scan(){
        for ( component f:files){
            if ( f instanceof File){
                System.out.println("File "+((File) f).filename);
            }else if(f instanceof Folder){
                Folder e = (Folder)f ;
                System.out.println("Folder "+e.foldername);
                e.scan();
            }
        }
    }
    
}

12. 享元模式

 使用共享对象的方法，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯。通常使用工厂类辅助，例子中使用一个HashMap类进行辅助判断，数据池中是否已经有了目标实例，如果有，则直接返回，不需要多次创建重复实例。

abstract class flywei{ }

public class Flyweight extends flywei{
    Object obj ;
    public Flyweight(Object obj){
        this.obj = obj;
    }
}

class  FlyweightFactory{
    private HashMap<Object,Flyweight> data;

    public FlyweightFactory(){ data = new HashMap<>();}

    public Flyweight getFlyweight(Object object){
        if ( data.containsKey(object)){
            return data.get(object);
        }else {
            Flyweight flyweight = new Flyweight(object);
            data.put(object,flyweight);
            return flyweight;
        }
    }
}