java常用的设计模式汇总，超详细！

心已赠人 2023-09-23 15:23 135阅读 0赞

java常用的设计模式汇总，超详细！  
单例模式

简单点说，就是一个应用程序中，某个类的实例对象只有一个，你没有办法去new，因为构造器是被private修饰的，一般通过getInstance()的方法来获取它们的实例。

getInstance()的返回值是一个对象的引用，并不是一个新的实例，所以不要错误的理解成多个对象。单例模式实现起来也很容易，直接看demo吧

public class Singleton \{

private static Singleton singleton;

private Singleton() \{  
\}

public static Singleton getInstance() \{  
if (singleton == null) \{  
singleton = new Singleton();  
\}  
return singleton;  
\}  
\}  
按照我的习惯，我恨不得写满注释，怕你们看不懂，但是这个代码实在太简单了，所以我没写任何注释，如果这几行代码你都看不明白的话，那你可以洗洗睡了，等你睡醒了再来看我的博客说不定能看懂。

上面的是最基本的写法，也叫懒汉写法（线程不安全）下面我再公布几种单例模式的写法：

懒汉式写法（线程安全）

public class Singleton \{  
private static Singleton instance;  
private Singleton ()\{\}  
public static synchronized Singleton getInstance() \{  
if (instance == null) \{  
instance = new Singleton();  
\}  
return instance;  
\}  
\}

饿汉式写法

public class Singleton \{  
private static Singleton instance = new Singleton();  
private Singleton ()\{\}  
public static Singleton getInstance() \{  
return instance;  
\}  
\}

静态内部类

public class Singleton \{  
private static class SingletonHolder \{  
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
\}  
private Singleton ()\{\}  
public static final Singleton getInstance() \{  
return SingletonHolder.INSTANCE;  
\}  
\}

枚举

public enum Singleton \{  
INSTANCE;  
public void whateverMethod() \{  
\}  
\}  
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏。

双重校验锁

public class Singleton \{  
private volatile static Singleton singleton;  
private Singleton ()\{\}  
public static Singleton getSingleton() \{  
if (singleton == null) \{  
synchronized (Singleton.class) \{  
if (singleton == null) \{  
singleton = new Singleton();  
\}  
\}  
\}  
return singleton;  
\}  
\}

总结：我个人比较喜欢静态内部类写法和饿汉式写法，其实这两种写法能够应付绝大多数情况了。其他写法也可以选择，主要还是看业务需求吧。

观察者模式

对象间一对多的依赖关系，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。

举个栗子：假设有三个人，小美（女，22），小王和小李。小美很漂亮，小王和小李是两个程序猿，时刻关注着小美的一举一动。有一天，小美说了一句：“谁来陪我打游戏啊。”这句话被小王和小李听到了，结果乐坏了，蹭蹭蹭，没一会儿，小王就冲到小美家门口了，在这里，小美是被观察者，小王和小李是观察者，被观察者发出一条信息，然后观察者们进行相应的处理，看代码：

public interface Person \{  
//小王和小李通过这个接口可以接收到小美发过来的消息  
void getMessage(String s);  
\}  
这个接口相当于小王和小李的电话号码，小美发送通知的时候就会拨打getMessage这个电话，拨打电话就是调用接口，看不懂没关系，先往下看

public class LaoWang implements Person \{

private String name = “小王”;

public LaoWang() \{  
\}

@Override  
public void getMessage(String s) \{  
System.out.println(name + “接到了小美打过来的电话，电话内容是：” + s);  
\}

public class LaoLi implements Person \{

private String name = “小李”;

public LaoLi() \{  
\}

@Override  
public void getMessage(String s) \{  
System.out.println(name + “接到了小美打过来的电话，电话内容是：->” + s);  
\}

代码很简单，我们再看看小美的代码：

public class XiaoMei \{  
List list = new ArrayList();  
public XiaoMei()\{  
\}

public void addPerson(Person person){
        list.add(person);
    }
    
    //遍历list，把自己的通知发送给所有暗恋自己的人
    public void notifyPerson() {
        for(Person person:list){
            person.getMessage("你们过来吧，谁先过来谁就能陪我一起玩儿游戏!");
        }
    }

我们写一个测试类来看一下结果对不对

public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{

XiaoMei xiao_mei = new XiaoMei();
       LaoWang lao_wang = new LaoWang();
       LaoLi lao_li = new LaoLi();
    
       //小王和小李在小美那里都注册了一下
       xiao_mei.addPerson(lao_wang);
       xiao_mei.addPerson(lao_li);
    
       //小美向小王和小李发送通知
       xiao_mei.notifyPerson();

\}  
\}

完美～

装饰者模式

对已有的业务逻辑进一步的封装，使其增加额外的功能，如Java中的IO流就使用了装饰者模式，用户在使用的时候，可以任意组装，达到自己想要的效果。 举个栗子，我想吃三明治，首先我需要一根大大的香肠，我喜欢吃奶油，在香肠上面加一点奶油，再放一点蔬菜，最后再用两片面包夹一下，很丰盛的一顿午饭，营养又健康。（ps：不知道上海哪里有卖好吃的三明治的，求推荐～）那我们应该怎么来写代码呢？ 首先，我们需要写一个Food类，让其他所有食物都来继承这个类，看代码：

public class Food \{

private String food\_name;

public Food() \{  
\}

public Food(String food\_name) \{  
this.food\_name = food\_name;  
\}

public String make() \{  
return food\_name;  
\};  
\}

代码很简单，我就不解释了，然后我们写几个子类继承它：

//面包类  
public class Bread extends Food \{

private Food basic\_food;

public Bread(Food basic\_food) \{  
this.basic\_food = basic\_food;  
\}

public String make() \{  
return basic\_food.make()+“+面包”;  
\}  
\}

//奶油类  
public class Cream extends Food \{

private Food basic\_food;

public Cream(Food basic\_food) \{  
this.basic\_food = basic\_food;  
\}

public String make() \{  
return basic\_food.make()+“+奶油”;  
\}  
\}

//蔬菜类  
public class Vegetable extends Food \{

private Food basic\_food;

public Vegetable(Food basic\_food) \{  
this.basic\_food = basic\_food;  
\}

public String make() \{  
return basic\_food.make()+“+蔬菜”;  
\}

\}  
这几个类都是差不多的，构造方法传入一个Food类型的参数，然后在make方法中加入一些自己的逻辑，如果你还是看不懂为什么这么写，不急，你看看我的Test类是怎么写的，一看你就明白了

public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food(“香肠”))));  
System.out.println(food.make());  
\}  
\}

看到没有，一层一层封装，我们从里往外看：最里面我new了一个香肠，在香肠的外面我包裹了一层奶油，在奶油的外面我又加了一层蔬菜，最外面我放的是面包，是不是很形象，哈哈~ 这个设计模式简直跟现实生活中一摸一样，看懂了吗？

一个三明治就做好了～

适配器模式

将两种完全不同的事物联系到一起，就像现实生活中的变压器。假设一个手机充电器需要的电压是20V，但是正常的电压是220V，这时候就需要一个变压器，将220V的电压转换成20V的电压，这样，变压器就将20V的电压和手机联系起来了。

public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
Phone phone = new Phone();  
VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();  
phone.setAdapter(adapter);  
phone.charge();  
\}  
\}

// 手机类  
class Phone \{

public static final int V = 220;// 正常电压220v，是一个常量

private VoltageAdapter adapter;

// 充电  
public void charge() \{  
adapter.changeVoltage();  
\}

public void setAdapter(VoltageAdapter adapter) \{  
this.adapter = adapter;  
\}  
\}

// 变压器  
class VoltageAdapter \{  
// 改变电压的功能  
public void changeVoltage() \{  
System.out.println(“正在充电…”);  
System.out.println(“原始电压：” + Phone.V + “V”);  
System.out.println(“经过变压器转换之后的电压:” + (Phone.V - 200) + “V”);  
\}  
\}

工厂模式

简单工厂模式：一个抽象的接口，多个抽象接口的实现类，一个工厂类，用来实例化抽象的接口

// 抽象产品类  
abstract class Car \{  
public void run();

public void stop();  
\}

// 具体实现类  
class Benz implements Car \{  
public void run() \{  
System.out.println(“Benz开始启动了。。。。。”);  
\}

public void stop() \{  
System.out.println(“Benz停车了。。。。。”);  
\}  
\}

class Ford implements Car \{  
public void run() \{  
System.out.println(“Ford开始启动了。。。”);  
\}

public void stop() \{  
System.out.println(“Ford停车了。。。。”);  
\}  
\}

// 工厂类  
class Factory \{  
public static Car getCarInstance(String type) \{  
Car c = null;  
if (“Benz”.equals(type)) \{  
c = new Benz();  
\}  
if (“Ford”.equals(type)) \{  
c = new Ford();  
\}  
return c;  
\}  
\}

public class Test \{

public static void main(String\[\] args) \{  
Car c = Factory.getCarInstance(“Benz”);  
if (c != null) \{  
c.run();  
c.stop();  
\} else \{  
System.out.println(“造不了这种汽车。。。”);  
\}

工厂方法模式：有四个角色，抽象工厂模式，具体工厂模式，抽象产品模式，具体产品模式。不再是由一个工厂类去实例化具体的产品，而是由抽象工厂的子类去实例化产品

// 抽象产品角色  
public interface Moveable \{  
void run();  
\}

// 具体产品角色  
public class Plane implements Moveable \{  
@Override  
public void run() \{  
System.out.println(“plane…”);  
\}  
\}

public class Broom implements Moveable \{  
@Override  
public void run() \{  
System.out.println(“broom…”);  
\}  
\}

// 抽象工厂  
public abstract class VehicleFactory \{  
abstract Moveable create();  
\}

// 具体工厂  
public class PlaneFactory extends VehicleFactory \{  
public Moveable create() \{  
return new Plane();  
\}  
\}

public class BroomFactory extends VehicleFactory \{  
public Moveable create() \{  
return new Broom();  
\}  
\}

// 测试类  
public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
VehicleFactory factory = new BroomFactory();  
Moveable m = factory.create();  
m.run();  
\}  
\}

抽象工厂模式：与工厂方法模式不同的是，工厂方法模式中的工厂只生产单一的产品，而抽象工厂模式中的工厂生产多个产品

/抽象工厂类  
public abstract class AbstractFactory \{  
public abstract Vehicle createVehicle();  
public abstract Weapon createWeapon();  
public abstract Food createFood();  
\}  
//具体工厂类，其中Food,Vehicle，Weapon是抽象类，  
public class DefaultFactory extends AbstractFactory\{  
@Override  
public Food createFood() \{  
return new Apple();  
\}  
@Override  
public Vehicle createVehicle() \{  
return new Car();  
\}  
@Override  
public Weapon createWeapon() \{  
return new AK47();  
\}  
\}  
//测试类  
public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
AbstractFactory f = new DefaultFactory();  
Vehicle v = f.createVehicle();  
v.run();  
Weapon w = f.createWeapon();  
w.shoot();  
Food a = f.createFood();  
a.printName();  
\}  
\}

代理模式（proxy）

有两种，静态代理和动态代理。先说静态代理，很多理论性的东西我不讲，我就算讲了，你们也看不懂。什么真实角色，抽象角色，代理角色，委托角色。。。乱七八糟的，我是看不懂。之前学代理模式的时候，去网上翻一下，资料一大堆，打开链接一看，基本上都是给你分析有什么什么角色，理论一大堆，看起来很费劲，不信的话你们可以去看看，我是看不懂他们在说什么。咱不来虚的，直接用生活中的例子说话。（注意：我这里并不是否定理论知识，我只是觉得有时候理论知识晦涩难懂，喜欢挑刺的人一边去，你是来学习知识的，不是来挑刺的）  
到了一定的年龄，我们就要结婚，结婚是一件很麻烦的事情，（包括那些被父母催婚的）。有钱的家庭可能会找司仪来主持婚礼，显得热闹，洋气～好了，现在婚庆公司的生意来了，我们只需要给钱，婚庆公司就会帮我们安排一整套结婚的流程。整个流程大概是这样的：家里人催婚->男女双方家庭商定结婚的黄道即日->找一家靠谱的婚庆公司->在约定的时间举行结婚仪式->结婚完毕  
婚庆公司打算怎么安排婚礼的节目，在婚礼完毕以后婚庆公司会做什么，我们一概不知。。。别担心，不是黑中介，我们只要把钱给人家，人家会把事情给我们做好。所以，这里的婚庆公司相当于代理角色，现在明白什么是代理角色了吧。

代码实现请看：

//代理接口  
public interface ProxyInterface \{  
//需要代理的是结婚这件事，如果还有其他事情需要代理，比如吃饭睡觉上厕所，也可以写  
void marry();  
//代理吃饭(自己的饭，让别人吃去吧)  
//void eat();  
//代理拉屎，自己的屎，让别人拉去吧  
//void shit();  
\}  
文明社会，代理吃饭，代理拉屎什么的我就不写了，有伤社会风化～～～能明白就好

好了，我们看看婚庆公司的代码:

public class WeddingCompany implements ProxyInterface \{

private ProxyInterface proxyInterface;

public WeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface) \{  
this.proxyInterface = proxyInterface;  
\}

@Override  
public void marry() \{  
System.out.println(“我们是婚庆公司的”);  
System.out.println(“我们在做结婚前的准备工作”);  
System.out.println(“节目彩排…”);  
System.out.println(“礼物购买…”);  
System.out.println(“工作人员分工…”);  
System.out.println(“可以开始结婚了”);  
proxyInterface.marry();  
System.out.println(“结婚完毕，我们需要做后续处理，你们可以回家了，其余的事情我们公司来做”);  
\}

看到没有，婚庆公司需要做的事情很多，我们再看看结婚家庭的代码:

public class NormalHome implements ProxyInterface\{

@Override  
public void marry() \{  
System.out.println(“我们结婚啦～”);  
\}

这个已经很明显了，结婚家庭只需要结婚，而婚庆公司要包揽一切，前前后后的事情都是婚庆公司来做，听说现在婚庆公司很赚钱的，这就是原因，干的活多，能不赚钱吗？

来看看测试类代码：

public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
ProxyInterface proxyInterface = new WeddingCompany(new NormalHome());  
proxyInterface.marry();  
\}  
\}

在我们预料中，结果正确，这就是静态代理，动态代理我就不想说了，跟java反射有关系，网上资料很多，我以后有时间再更新吧。