spring中用到的常用设计模式

（一）设计模式六大原则

　　（1）开闭原则：当应用的需求改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，可以扩展模块的功能，使其满足新的需求。即软件实体应当对扩展开放，对修改关闭

　　（2）里式替换原则：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。也就是说：子类继承父类时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。

　　（3）依赖倒置原则：高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象，依赖倒置原则是实现开闭原则的重要途径之一，它降低了客户与实现模块之间的耦合

　　（4）单一职责原则：一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因，否则类应该被拆分

　　（5）接口隔离原则：要为各个类建立它们需要的专用接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用

　　（6）迪米特法则：如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性。

（二） 23种设计模式

　　（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。

　　　　　简记：减（建）员（原）抽工单

　　（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。

　　　　  简记：外乡（享）傣（代）族（组）装石（适）桥

　　（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。

　　　　  简记：中介（解）观摩（模）叠（迭）被 （备），命壮（状）则（责）防（访）侧（策）

（三）常用设计模式详解

         （1）工厂模式

　　　　①定义：定义一个创建产品对象的工厂接口，将产品对象的实际创建工作推迟到具体子工厂类当中。这满足创建型模式中所要求的“创建与使用相分离”的特点。

　　　　②优点：用户只需要知道具体工厂的名称就可得到所要的产品，无须知道产品的具体创建过程；在系统增加新的产品时只需要添加具体产品类和对应的具体工厂类，无须对原工厂进行任何修改，满足开闭原则；

              ③缺点：每增加一个产品就要增加一个具体产品类和一个对应的具体工厂类，这增加了系统的复杂度

　　　　④应用场景：客户只知道创建产品的工厂名，而不知道具体的产品名。如 TCL 电视工厂、海信电视工厂等；创建对象的任务由多个具体子工厂中的某一个完成，而抽象工厂只提供创建产品的接口；客户不关心创建产品的细节，只关心产品的品牌。

　　　　⑤代码实现：

package FactoryMethod;
public class AbstractFactoryTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            Product a;
            AbstractFactory af;
            af=(AbstractFactory) ReadXML1.getObject();
            a=af.newProduct();
            a.show();
        }
        catch(Exception e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}
//抽象产品：提供了产品的接口
interface Product
{
    public void show();
}
//具体产品1：实现抽象产品中的抽象方法
class ConcreteProduct1 implements Product
{
    public void show()
    {
        System.out.println("具体产品1显示...");
    }
}
//具体产品2：实现抽象产品中的抽象方法
class ConcreteProduct2 implements Product
{
    public void show()
    {
        System.out.println("具体产品2显示...");
    }
}
//抽象工厂：提供了厂品的生成方法
interface AbstractFactory
{
    public Product newProduct();
}
//具体工厂1：实现了厂品的生成方法
class ConcreteFactory1 implements AbstractFactory
{
    public Product newProduct()
    {
        System.out.println("具体工厂1生成-->具体产品1...");
        return new ConcreteProduct1();
    }
}
//具体工厂2：实现了厂品的生成方法
class ConcreteFactory2 implements AbstractFactory
{
    public Product newProduct()
    {
        System.out.println("具体工厂2生成-->具体产品2...");
        return new ConcreteProduct2();
    }
}　

　　（2）动态代理模式

　　　　①定义：由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时，访问对象不适合或者不能直接引用目标对象，代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介

　　　　②优点：代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用；  代理对象可以扩展目标对象的功能；  代理模式能将客户端与目标对象分离，在一定程度上降低了系统的耦合度；

　　　　③缺点：在客户端和目标对象之间增加一个代理对象，会造成请求处理速度变慢；  增加了系统的复杂度； 

　　　　④应用场景：远程代理，这种方式通常是为了隐藏目标对象存在于不同地址空间的事实，方便客户端访问。例如，用户申请某些网盘空间时，会在用户的文件系统中建立一个虚拟的硬盘，用户访问虚拟硬盘时实际访问的是网盘空间。

　　　　　　　　　　虚拟代理，这种方式通常用于要创建的目标对象开销很大时。例如，下载一幅很大的图像需要很长时间，因某种计算比较复杂而短时间无法完成，这时可以先用小比例的虚拟代理替换真实的对象，消除用户对服务器慢的感觉。

　　　　　　　　　　安全代理，这种方式通常用于控制不同种类客户对真实对象的访问权限。

　　　　　　　　　　智能指引，主要用于调用目标对象时，代理附加一些额外的处理功能。例如，增加计算真实对象的引用次数的功能，这样当该对象没有被引用时，就可以自动释放它。

　　　　　　　　　　延迟加载，指为了提高系统的性能，延迟对目标的加载。例如，Hibernate 中就存在属性的延迟加载和关联表的延时加载。

　　　　⑤代码实现：

package proxy;
public class ProxyTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Proxy proxy=new Proxy();
        proxy.Request();
    }
}
//抽象主题
interface Subject
{
    void Request();
}
//真实主题
class RealSubject implements Subject
{
    public void Request()
    {
        System.out.println("访问真实主题方法...");
    }
}
//代理
class Proxy implements Subject
{
    private RealSubject realSubject;
    public void Request()
    {
        if (realSubject==null)
        {
            realSubject=new RealSubject();
        }
        preRequest();
        realSubject.Request();
        postRequest();
    }
    public void preRequest()
    {
        System.out.println("访问真实主题之前的预处理。");
    }
    public void postRequest()
    {
        System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");
    }
}

　　（3）观察者模式

　　　　①定义：指多个对象间存在一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。这种模式有时又称作发布-订阅模式、模型-视图模式，它是对象行为型模式。

　　　　②优点：1. 降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。2.  目标与观察者之间建立了一套触发机制。

　　　　③缺点：1.  目标与观察者之间的依赖关系并没有完全解除，而且有可能出现循环引用。2.  当观察者对象很多时，通知的发布会花费很多时间，影响程序的效率。

　　　　④应用场景：1.  对象间存在一对多关系，一个对象的状态发生改变会影响其他对象。2.  当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面时，可将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。3.  应在项目中的订单退款

　　　　⑤代码实现：

package observer;
import java.util.*;
public class ObserverPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Subject subject=new ConcreteSubject();
        Observer obs1=new ConcreteObserver1();
        Observer obs2=new ConcreteObserver2();
        subject.add(obs1);
        subject.add(obs2);
        subject.notifyObserver();
    }
}
//抽象目标
abstract class Subject
{
    protected List<Observer> observers=new ArrayList<Observer>();   
    //增加观察者方法
    public void add(Observer observer)
    {
        observers.add(observer);
    }    
    //删除观察者方法
    public void remove(Observer observer)
    {
        observers.remove(observer);
    }   
    public abstract void notifyObserver(); //通知观察者方法
}
//具体目标
class ConcreteSubject extends Subject
{
    public void notifyObserver()
    {
        System.out.println("具体目标发生改变...");
        System.out.println("--------------");       
       
        for(Object obs:observers)
        {
            ((Observer)obs).response();
        }
       
    }          
}
//抽象观察者
interface Observer
{
    void response(); //反应
}
//具体观察者1
class ConcreteObserver1 implements Observer
{
    public void response()
    {
        System.out.println("具体观察者1作出反应！");
    }
}
//具体观察者1
class ConcreteObserver2 implements Observer
{
    public void response()
    {
        System.out.println("具体观察者2作出反应！");
    }
}

　　（4）装饰器模式

　　　　①定义：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。

　　　　②优点：采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活；  可以设计出多个不同的具体装饰类，创造出多个不同行为的组合。

　　　　③缺点：装饰模式增加了许多子类，如果过度使用会使程序变得很复杂。

　　　　④应用场景： 当需要给一个现有类添加附加职责，而又不能采用生成子类的方法进行扩充时。例如，该类被隐藏或者该类是终极类或者采用继承方式会产生大量的子类。  当需要通过对现有的一组基本功能进行排列组合而产生非常多的功能时，采用继承关系很难实现，而采用装饰模式却很好实现。  当对象的功能要求可以动态地添加，也可以再动态地撤销时。

　　　　⑤代码实现：

package decorator;
public class DecoratorPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Component p=new ConcreteComponent();
        p.operation();
        System.out.println("---------------------------------");
        Component d=new ConcreteDecorator(p);
        d.operation();
    }
}
//抽象构件角色
interface  Component
{
    public void operation();
}
//具体构件角色
class ConcreteComponent implements Component
{
    public ConcreteComponent()
    {
        System.out.println("创建具体构件角色");       
    }   
    public void operation()
    {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");           
    }
}
//抽象装饰角色
class Decorator implements Component
{
    private Component component;   
    public Decorator(Component component)
    {
        this.component=component;
    }   
    public void operation()
    {
        component.operation();
    }
}
//具体装饰角色
class ConcreteDecorator extends Decorator
{
    public ConcreteDecorator(Component component)
    {
        super(component);
    }   
    public void operation()
    {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction()
    {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");           
    }
}

　　（5）单例模式

　　　　①定义：：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

　　　　②优点：一、实例控制 单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本,从而确保所有对象都访问唯一实例。 二、灵活性 因为类控制了实例化过程,所以类可以灵活更改实例化过程。

　　　　③缺点：一、可能的开发混淆，使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。二、对象生存期不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。

　　　　④应用场景：在应用场景中，某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。

　　　　⑤代码实现：

public class LazySingleton
{
    private static volatile LazySingleton instance=null;    //保证 instance 在所有线程中同步
    private LazySingleton(){}    //private 避免类在外部被实例化
    public static synchronized LazySingleton getInstance()
    {
        //getInstance 方法前加同步
        if(instance==null)
        {
            instance=new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

 　　（6）策略模式

　　　　①定义：该模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的变化不会影响使用算法的客户。策略模式属于对象行为模式，它通过对算法进行封装，把使用算法的责任和算法的实现分割开来，并委派给不同的对象对这些算法进行管理。

　　　　②优点：1.多重条件语句不易维护，而使用策略模式可以避免使用多重条件语句。2.策略模式提供了一系列的可供重用的算法族，恰当使用继承可以把算法族的公共代码转移到父类里面，从而避免重复的代码。3.策略模式可以提供相同行为的不同实现，客户可以根据不同时间或空间要求选择不同的。4.策略模式提供了对开闭原则的完美支持，可以在不修改原代码的情况下，灵活增加新算法。5.策略模式把算法的使用放到环境类中，而算法的实现移到具体策略类中，实现了二者的分离。

　　　　③缺点：1.客户端必须理解所有策略算法的区别，以便适时选择恰当的算法类。2.策略模式造成很多的策略类。

　　　　④应用场景：1.一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时，可将每个算法封装到策略类中。2.一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，可将每个条件分支移入它们各自的策略类中以代替这些条件语句。3.系统中各算法彼此完全独立，且要求对客户隐藏具体算法的实现细节时。4.系统要求使用算法的客户不应该知道其操作的数据时，可使用策略模式来隐藏与算法相关的数据结构。5.多个类只区别在表现行为不同，可以使用策略模式，在运行时动态选择具体要执行的行为。

　　　　⑤代码实现：

package strategy;
public class StrategyPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Context c=new Context();
        Strategy s=new ConcreteStrategyA();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
        System.out.println("-----------------");
        s=new ConcreteStrategyB();
        c.setStrategy(s);
        c.strategyMethod();
    }
}
//抽象策略类
interface Strategy
{   
    public void strategyMethod();    //策略方法
}
//具体策略类A
class ConcreteStrategyA implements Strategy
{
    public void strategyMethod()
    {
        System.out.println("具体策略A的策略方法被访问！");
    }
}
//具体策略类B
class ConcreteStrategyB implements Strategy
{
  public void strategyMethod()
  {
      System.out.println("具体策略B的策略方法被访问！");
  }
}
//环境类
class Context
{
    private Strategy strategy;
    public Strategy getStrategy()
    {
        return strategy;
    }
    public void setStrategy(Strategy strategy)
    {
        this.strategy=strategy;
    }
    public void strategyMethod()
    {
        strategy.strategyMethod();
    }
}

　　（7）适配器

　　　　①定义：将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

　　　　②优点：客户端通过适配器可以透明地调用目标接口。复用了现存的类，程序员不需要修改原有代码而重用现有的适配者类。将目标类和适配者类解耦，解决了目标类和适配者类接口不一致的问题。

　　　　③缺点：对类适配器来说，更换适配器的实现过程比较复杂。

　　　　④应用场景：以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类，但其接口同新系统的接口不一致。使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。

　　　　⑤代码实现：

package adapter;
//目标接口
interface Target
{
    public void request();
}
//适配者接口
class Adaptee
{
    public void specificRequest()
    {       
        System.out.println("适配者中的业务代码被调用！");
    }
}
//类适配器类
class ClassAdapter extends Adaptee implements Target
{
    public void request()
    {
        specificRequest();
    }
}
//客户端代码
public class ClassAdapterTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("类适配器模式测试：");
        Target target = new ClassAdapter();
        target.request();
    }
}

　　（8）模板方法

　　　　①定义：定义一个操作中的算法骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下重定义该算法的某些特定步骤。它是一种类行为型模式。

　　　　②优点：1.它封装了不变部分，扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现，而把可变部分算法由子类继承实现，便于子类继续扩展。2.它在父类中提取了公共的部分代码，便于代码复用。3.部分方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能，符合开闭原则。

　　　　③缺点：1.对每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象。2.父类中的抽象方法由子类实现，子类执行的结果会影响父类的结果，这导致一种反向的控制结构，它提高了代码阅读的难度。

　　　　④应用场景：1.算法的整体步骤很固定，但其中个别部分易变时，这时候可以使用模板方法模式，将容易变的部分抽象出来，供子类实现。2.当多个子类存在公共的行为时，可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。首先，要识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。3.当需要控制子类的扩展时，模板方法只在特定点调用钩子操作，这样就只允许在这些点进行扩展。

　　　　⑤代码实现：

package templateMethod;
public class TemplateMethodPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        AbstractClass tm=new ConcreteClass();
        tm.TemplateMethod();
    }
}
//抽象类
abstract class AbstractClass
{
    public void TemplateMethod() //模板方法
    {
        SpecificMethod();
        abstractMethod1();          
         abstractMethod2();
    }  
    public void SpecificMethod() //具体方法
    {
        System.out.println("抽象类中的具体方法被调用...");
    }   
    public abstract void abstractMethod1(); //抽象方法1
    public abstract void abstractMethod2(); //抽象方法2
}
//具体子类
class ConcreteClass extends AbstractClass
{
    public void abstractMethod1()
    {
        System.out.println("抽象方法1的实现被调用...");
    }   
    public void abstractMethod2()
    {
        System.out.println("抽象方法2的实现被调用...");
    }
}