设计模式（一）

归类设计模式

大致按照模式的应用目标分类，设计模式可以分为创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式，是对对象创建过程的各种问题和解决方案的总结。

   • 包括各种工厂模式（Factory、Abstract Factory）、单例模式（Singleton）、构建器模式（Builder）、原型模式（ProtoType）。

2. 结构型模式，是针对软件设计结构的总结，关注于类、对象继承、组合方式的实践经验。

   • 常见的结构型模式，包括桥接模式（Bridge）、适配器模式（Adapter）、装饰者模式（Decorator）、代理模式（Proxy）、组合模式（Composite）、外观模式（Facade）、享元模式（Flyweight）等。

3. 行为型模式，是从类或对象之间交互、职责划分等角度总结的模式。

   • 比较常见的行为型模式有策略模式（Strategy）、解释器模式（Interpreter）、命令模式（Command）、观察者模式（Observer）、迭代器模式（Iterator）、模板方法模式（Template Method）、访问者模式（Visitor）。

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装饰者模式

• 识别装饰器模式，可以通过识别类设计特征来进行判断，也就是其类构造函数以相同的抽象类或者接口为输入参数。

我们知道 InputStream 是一个抽象类，标准类库中提供了 FileInputStream、ByteArrayInputStream 等各种不同的子类，分别从不同角度对 InputStream 进行了功能扩展，这是典型的装饰器模式应用案例。

• 例如，BufferedInputStream 经过包装，为输入流过程增加缓存，类似这种装饰器还可以多次嵌套，不断地增加不同层次的功能。

public BufferedInputStream(InputStream in)

因为装饰器模式本质上是包装同类型实例，我们对目标对象的调用，往往会通过包装类覆盖过的方法，迂回调用被包装的实例，这就可以很自然地实现增加额外逻辑的目的，也就是所谓的“装饰”。

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工厂模式

工厂模式，在我们的代码中随处可见，我举个相对不同的 API 设计实践。比如，JDK 最新版本中 HTTP/2 Client API，下面这个创建 HttpRequest 的过程，就是典型的构建器模式（Builder），通常会被实现成fluent 风格的 API，也有人叫它方法链。

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(new URI(uri))
        .header(headerAlice, valueAlice)
        .headers(headerBob, value1Bob,
        headerCarl, valueCarl,
        headerBob, value2Bob)
        .GET()
        .build();

• 使用构建器模式，可以比较优雅地解决构建复杂对象的麻烦，这里的“复杂”是指类似需要输入的参数组合较多;
• 如果用构造函数，我们往往需要为每一种可能的输入参数组合实现相应的构造函数，一系列复杂的构造函数会让代码阅读性和可维护性变得很差。

代码简单示例：

public class BeanFactory {
	
  /**
    * 编写工厂类的四个基本步骤：
    * 	1.声明一个私有的工厂对象引用
    * 	2.把构造方法私有化
    * 	3.使用静态代码块初始化
    * 	4.提供共有的静态的方法，获取工厂类对象的引用
    */
  // 1.声明一个私有的工厂对象引用
  private static BeanFactory beanFactory= null;
  private static Properties prop;
  
  // 	2.把构造方法私有化
  private BeanFactory(){

  }
  
  // 	3.使用静态代码块初始化
  static{
    beanFactory = new BeanFactory();
    
    //通过加载本类的字节码对象,然后加载并获得输入流
    InputStream inStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
    prop = new Properties();
    try {
        //读取properties文件的属性
      prop.load(inStream);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  
  // 4.提供共有的静态的方法，获取工厂类对象的引用
  public static BeanFactory getBeanFactory(){
    return beanFactory;
  }
  
  /**
    * 工厂创建对象的改良版本：
    * 	1.通过配置文件的方式，解决了对具体实现的依赖
    * 	2.如果需要修改为其它的实现类对象，不需要再修改java代码，只需要修改配置文件即可
    * 	3.这里可以统一创建我们需要的全部目标对象
    * 	
    */
  public Object getInstance(String beanName){
    String className = (String) prop.get(beanName);
    Object result = null;
    try {
      result = Class.forName(className).newInstance();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return result;
  }
}

• properties文件

  CUSTOMERDAO=com.dao.impl.CustomerDaoImpl

Spring的IOC思想也是用到了工厂模式，之前对于对象的创建,由在程序代码中主动new对象，转变为由工厂创建提供，我们使用的地方被动接收的方式。称为控制反转。

• 主动创建对象
  
• 被动获取对象
  

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框架使用的模式

简要看看主流开源框架，如 Spring 等如何在 API 设计中使用设计模式。你至少要有个大体的印象，如：

• BeanFactory和ApplicationContext应用了工厂模式。

• 在 Bean 的创建中，Spring 也为不同 scope 定义的对象，提供了单例和原型等模式实现。

• AOP 领域则是使用了代理模式、装饰器模式、适配器模式等。

• 各种事件监听器，是观察者模式的典型应用。

• 类似 JdbcTemplate 等则是应用了模板模式。