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单例模式
概念：确保一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例
UML中带==下划线的属性==是静态的；
如下特点：
- 构造方法私有
- 指向自己实例的私有静态引用
- 以自己实例为返回值的公有静态方法
单例模式可详细分为两类， 饿单例模式，懒单例模式
/**
* 饿汉式单例模式，在类被加载的时候就实例化好了对象
*/
public class SingleTon {
public static SingleTon singleTon = new SingleTon();
private SingleTon() {
}
public static SingleTon getSingleTon() {
return singleTon;
}
}
/**
* 懒汉式单例模式，在调用实例化方法的时候才会创建它的实例
*/
public class SingleTon {
public static SingleTon singleTon;
private SingleTon() {
}
public static synchronized SingleTon getSingleTon() {
if (singleTon == null) {
singleTon = new SingleTon();
}
return singleTon;
}
}
单例模式的优点：
- 在内存中只有一个对象，节省内存空间
- 避免频繁的创建销毁对象，加快效率
- 避免对共享资源的多重占用
- 可以全局访问
适用场景： - 只能适用单例类提供的方法来获取单例对象，使用反射会创建新的对象
- 多线程使用单例模式时，要注意线程安全
- 不要做断开单例类对象与类中静态引用的危险操作。(╯°Д°)╯︵┻━┻
在java中饿汉要优于懒汉，还要因为构造方法是私有的，所以不能被继承ε(┬┬﹏┬┬)3
工厂方法模式
概念：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，工厂方法模式使一个类的实例化延迟到了子类。
interface IProduct {
public void productMethod();
}
class Product implements IProduct {
@Override
public void productMethod() {
System.out.println("产品");
}
}
interface IFactory {
public IProduct createProduct();
}
class Factory implements IFactory {
@Override
public IProduct createProduct() {
return new Product();
}
}
public class FactoryClient {
public static void main(String[] arg) {
IFactory factory = new Factory();
IProduct product = factory.createProduct();
product.productMethod();
}
}
工厂模式根据抽象程度分为三种：简单工厂模式（静态工厂模式），工厂方法模式，抽象工厂模式。
主要优点：
- 使代码结构清晰，有效的封装变化。在编程中有些产品的实例化是比较复杂的多变的，通过工厂模式，将产品的实例化过程封装起来，使用者不用管产品的实例化过程，只需要依赖工厂即可得到产品对象。
- 调用者屏蔽了具体的产品类，即使产品的实现发生了变化，调用只关心或者依赖产品的接口就好了，不会产生任何影响。
- 降低耦合度，产品的实例化通常是比较复杂的，需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说无需知道，工厂只是把最终的产品对象，交给调用者，产品所依赖的类都是不存在的ヾ(๑╹◡╹)ﾉ"
通过工厂方法模式的类图可以看出，工厂模式有四个要素：
- 工厂接口，是工厂方法模式的核心，用于与调用者交互，用来提供产品。
- 工厂实现，决定如何实现产品，有多少种产品，就要有多少种工厂实现。
- 产品接口，所有产品都必须遵守产品接口所定义的规范，产品接口也是调用者最关心的，产品接口定义的好坏，决定了代码的稳定性，与工厂接口一样，可以用抽象类来代替，但是不能违反里氏替换原则ヽ(#`Д´)ﾉ┌┛〃
- 产品实现，决定了产品的在客户端的具体行为。
适用场景：
作为“创建类模式”，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂模式。
如果创建一个类需要大量的依赖其他类，那么调用者就会产生很强的耦合度，这时候可以考虑使用工厂模式，来降低调用者与外界的耦合度。
抽象工厂模式
建造者模式
定义：将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
类型：创建类模式
四个要素：
- 产品类，一般是一个创建过程较为复杂的对象，在实际编程中，产品类可以是一个抽象类，或多个抽象类及其实现子类组成；
- 抽象建造者，为了将具体的建造过程交于他的子类实现，更容易扩展，最少有两个方法，一个是建造产品，一个是返回产品。
- 建造者，实现抽象建造者的方法，组建产品，返回组建好的产品。
- 导演类，调用适当的建造者来组建产品，一般不与产品发生依赖，用于封装程序中易变的部分(ﾒ｀ﾛ´)/
class Product {
private String name;
private String type;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setType(String type) {
this.type = type;
}
public void showProduct() {
System.out.println("name = " + name);
System.out.println("type = " + type);
}
}
abstract class Builder {
public abstract void setPart(String arg1, String arg2);
public abstract Product getProduct();
}
class ConcreteBuilder extends Builder {
private Product product = new Product();
@Override
public void setPart(String arg1, String arg2) {
product.setName(arg1);
product.setType(arg2);
}
@Override
public Product getProduct() {
return product;
}
}
/**
* 导演让你创建啥，你就创建啥ヾ(ｏ･ω･)ﾉ
*/
class Director {
private Builder builder = new ConcreteBuilder();
public Product getAProduct() {
builder.setPart("保时捷", "卡宴");
return builder.getProduct();
}
public Product getBProduct() {
builder.setPart("凤凰牌", "自行车");
return builder.getProduct();
}
}
public class BuilderClient {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
Product p1 = director.getAProduct();
p1.showProduct();
Product p2 = director.getBProduct();
p2.showProduct();
}
}
建造者模式的优点：
- 一般产品类和建造者类都是比价稳定的，因此，将主要逻辑，以及具体实现，这些易变的部分封装在了导演类中。
- 当有现需求时候，只要实现一个新的建造者类就可以不动之前经过测试的代码了，不会引入风险。
建造者模式与工厂模式的区别：
与工厂模式相比，建造模式一般用来创建更加复杂的对象， 因为更加复杂的对象创建过程，需要一个导演类将这个复杂的创建过程独立出来。也就是说工厂模式将所有的对象创建过程封装在工厂中，有工厂类想客户端提供最终的产品。而建造者模式中，建造者只提供产品的各个组件的建造，然后将具体的建造过程交给导演类，由导演类将各个组件的建造特定的规则组成产品，交给客户端。
原型模式（Prototype）
定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。
类型：创建类模式
原型模式主要用于对象的复制，它的核心就是原型类prototype，prototype需要具备两个条件
- 实现Cloneable接口，它的作用只有一个，就是通知虚拟机可以安全的在实现了此接口的类上使用clone方法。只有实现了这个接口的类才可以被clone。
- 重写clone方法，将权限修饰符修改为public，
模板方法模式(template)
定义：定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中去，使子类可以不改变算法的结构，即可重新定义某些特性的步骤.
架构师将整个应用的大体逻辑，试用大量的接口或者抽象类讲真个系统串起来，然后根据实现的难度不同交给高级工程师，初级工程师，由他们来实现子类，完成开发。
模板方法模式的结构：
模板方法模式由一个抽象类和一组（n>=1）子类组成，抽象类中方法分为三种
- 抽象方法，父类只声明而不实现，定义好规范，然后由其子类去实现。
- 模板方法，由抽象类声明并加以实现，一般来说模板方法调用抽象方法来完成主要的逻辑功能，并且，模板方法大多数会定义成final类型，指明主要的逻辑在子类中无法被重写。
- 钩子方法，由抽象类声明并加以实现，但是子类可以去扩展，子类可以通过扩展钩子方法，来影响模板方法的逻辑。
- 抽象类的任务是搭建逻辑框架，通常由经验丰富的人，抽象类的好坏直接决定了程序是否稳定，
- 实现类用来实现细节，模板方法正式通过实现类中扩展的方法来完成逻辑，只要实现类中扩展方法通过了单元测试，在模板方法正确的前提下，一般整体不会出现太大的错误。
适用场景：
- 容易扩展，一般来说，抽象类中的模板方法是不易发生改变的部分，而抽象方法式容易发生改变的部分，因此通过增加实现类一般很容易实现功能的扩展，符合开闭原则。
- 便于维护，对于模板方法模式来说，正是由于他们的主要逻辑相同，才使用模板方法。
- 灵活，因为有钩子方法，因此子类的实现也可以影响父类的主要运行逻辑，但是却违反了里氏替换原则。
- 多个子类拥有相同的方法，并且这些方法的逻辑相同的情况下可以使用模板方法模式，在程序的主框架相同，细节不同的情况下，比较适合使用这种模式。
中介者模式
定义：用一个中介者对象封装一些列的交互对象，中介者使个对象不需要显示的互相作用，从而降低耦合，而且可以独立的改变他们之间的交互。
结构：中介者模式又称为调停者模式，氛围三部分
- 抽象中介者，定义好同事类对象到中介者对象的接口，用于各同事类之间的通讯，一般包括一个或者多个抽象的时间方法，并由子类去实现。
- 中介者实现类：从抽象中介者继承而来，实现抽象中介者中定义的事件方法。从一个同事类接收消息，然后通过消息影响其他同时类。
- 如果一个对象会影响其他的对象，同时也会被其他对象影响，那么这两个对象称为同事类。在类图中，同事类只有一个，这其实是现实的省略，在实际应用中，同事类一般由多个组成，他们之间相互影响，相互依赖。同事类越多，关系越复杂。并且，同事类也可以表现为继承了同一个抽象类的一组实现组成。在中介者模式中，同事类之间必须通过中介者才能进行消息传递。
代理模式
为其他对象提供一种代理以控制这个对象的访问。
结构：
- Subject抽象主题角色，可以是抽象类也可以是一个接口，普通业务类型的定义，无特殊要求。
- RealSubject具体角色，被委托角色，业务逻辑具体执行者。
- Proxy代理角色，负责对真实角色的应用，把所有抽象主题的方法，委托给真是主题角色实现，并且在真实角色处理完毕前后座预处理和善后工作。
模板代码：
interface Subject {
void request();
}
class RealSubject implements Subject {
private String name;
public RealSubject(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void request() {
System.out.println("name = " + name);
}
}
class Proxy implements Subject {
private Subject subject = null;
public Proxy(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
@Override
public void request() {
this.before();
this.subject.request();
this.after();
}
//预处理工作
private void before() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() + "预处理工作");
}
//善后工作
private void after() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() + "善后工作");
}
}
public class ClientProxy {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new RealSubject("zhangsan");
Subject proxy = new Proxy(subject);
proxy.request();
}
}
1506480477076预处理工作
name = zhangsan
1506480477076善后工作
代理模式优点：
- 职责清晰，真是角色就是实现实际的业务逻辑，不用关心其他非本职事物，
- 高扩展性，具体主题角色可以随时改变，只要实现了接口，甭管怎么变化，都逃不出我的手心，代理类可以不改变的情况下使用。
- 智能化，︵╰(‵□′)╯︵┻━┻
观察者模式
定义：定义对象间一种一对多的依赖关系，使得当每一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象，都会的到通知并自动更新。
observe
在软件系统中通常会有这样的需求，如果一个对象的状态发生改变，某些与他先关的对象也要做出改变。
结构：
- 被观察者，从类图中可以看到，类中有一个用来存放观察者对象的Vector的容器，（在多线程中Vector是线程安全的，而不是用list），这个集合是被观察者的核心，另外有三个方法，attach方法，向这个容器中添加观察者对象，detach方法，从容器中移除观察者对象，notify方法，依次调用观察对象的对应方法。这个角色可以是是接口，也可以是抽象类或者具体的类，因为很多情况是和其他模式一起使用。
- 观察者，观察者角色一般是一个接口，它只有一个update方法，在被观察者状态发生改变是，这个方法就会被触发调用。
- 具体的被观察者，使用这个角色是为了便于扩展，可以在此角色中定义具体的业务逻辑。
- 具体的观察者，定义被观察者状态发生改变时，回调的观察者对象具体处理的逻辑。
/**
* 被观察者
*/
abstract class Observeable {
private Vector<Observer> vector = new Vector();
public void addObserve(Observer obs) {
this.vector.add(obs);
}
public void removeObserve(Observer obs) {
this.vector.remove(obs);
}
protected void notifyObserve() {
for (Observer observer : vector) {
observer.update();
}
}
public abstract void doSomething();
}
/**
* 被观察者实例
*/
class ContractObserve extends Observeable {
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("被观察者事件发生");
this.notifyObserve();
}
}
interface Observer {
void update();
}
/**
* 实例观察者1
*/
class ConcreteObserve1 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("观察者1收到信息，并进行处理");
}
}
/**
* 实例观察者2
*/
class ConcreteObserve2 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("观察者2收到信息，并进行处理");
}
}
public class ObserveClient {
public static void main(String[] args) {
//创建被观察者
//这里真正new的都是实现子类
Observeable obs = new ContractObserve();
obs.addObserve(new ConcreteObserve1());
obs.addObserve(new ConcreteObserve2());
obs.doSomething();
}
}
观察者模式的优点：
观察者与被观察者之间是一种轻度的关联关系，并且是抽象耦合的，这样对于二者来说都比较容易扩展。观察者模式是一种常用的触发机制，它形成一条触发链，依次对各个观察者的方法进行处理，但同时由于是链式触发，所以当观察者较多的时候，性能是比较担忧的，
责任链模式
定义：使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系，将这些对象连成一条线，并沿着这条线传递这些请求，知道有对象处理请求为止。
策略模式
定义：定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使他们之间可以相互转换。
策略模式是把算法封装到一系列的类中去，并且这些类实现相同的接口，相互之间可以相互替换。他与模板方法的区别在于，在模板方法模式中调用算法的主体在抽象的父类中，而在策略模式中，调用算法的主体则是在封装了Context的封装类中。
结构：
- 封装类，也叫上下文，对策略进行二次封装，目的是避免高层模块对策略的直接调用。
- 抽象策略，通常情况下为一个接口，当各个类中出现重复的逻辑时候，使用抽象类来封装这部分代码，此时会看上去像是模板方法。
- 具体策略，具体策略通常由一组封装了算法的类来担任，这些类之间可以根据需要自由替换。
策略模式的优点
- 策略类之间可以相互转换，由于策略类实现自统一个抽象，所以他们之间可以自由切换。
- 易于扩展，增加一个新的策略模式非常的简单，可以在不修改原有代码的基础上进行扩展。
- 避免使用多重条件，如果不使用策略模式，所有的算法需要用条件语句去进行连接，这样的做法非常不容易维护。
- 维护各个策略类给开发者带来额外的开销。
- 客户端必须要知道所有策略类的区别，然后决定用哪一个，但是有违背迪米特法则。
ヽ(｀Д´)ﾉ︵ ┻━┻
适用场景：
策略模式实际上就是面向对象中的继承和多态。
- 几个类的主要逻辑相同，只是部分逻辑和算法上有所区别的情况。
- 有相似的行为，或者算法，客户端需要动态的取决定使用哪一个，那么可以使用策略模式，将这些算法封装起来供客户端调用。
- 一般与工厂方法模式，模板方法模式混合使用情况较多。
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