1、1. 设计模式的起源最早提出“设计模式”概念的是建筑设计大师亚力山大 Alexander。在 1970 年他的建筑的永恒之道里描述了投计模式的发现，因为它已经存在了千百年之久，而现代才被通过大量的研究而被发现。在建筑的永恒之道里这样描述：模式是一条由三个部分组成的通用规则：它表示了一个特定环境、一类问题和一个解决方案之间的关系。每一个模式描述了一个不断重复发生的问题，以及该问题解决方案的核心设计。在他的另一本书建筑模式语言中提到了现在已经定义了 253 种模式。比如：说明城市主要的结构：亚文化区的镶嵌、分散的工作点、城市的魅力、地方交通区住宅团组：户型混合、公共性的程度、住宅团组、联排式住宅、
2、丘状住宅、老人天地室内环境和室外环境、阴和阳总是一气呵成针对住宅：夫妻的领域、儿童的领域、朝东的卧室、农家的厨房、私家的沿街露台、个人居室、起居空间的序列、多床卧室、浴室、大储藏室针对办公室、车间和公共建筑物：灵活办公空间、共同进餐、共同小组、宾至如归、等候场所、小会议室、半私密办公室尽管亚力山大的著作是针对建筑领域的，但他的观点实际上适用于所有的工程设计领域，其中也包括软件设计领域。“软件设计模式” ，这个术语是在 1990 年代由 Erich Gamma 等人从建筑设计领域引入到计算机科学中来的。目前主要有 23 种。2. 软件设计模式的分类2.1. 创建型创建对象时，不再由我们直接实例化
3、对象；而是根据特定场景，由程序来确定创建对象的方式，从而保证更大的性能、更好的架构优势。创建型模式主要有简单工厂模式（并不是23 种设计模式之一）、工厂方法、抽象工厂模式、单例模式、生成器模式和原型模式。2.2. 结构型用于帮助将多个对象组织成更大的结构。结构型模式主要有适配器模式 adapter、桥接模式bridge、组合器模式 component、装饰器模式 decorator、门面模式、亨元模式 flyweight 和代理模式 proxy。2.3. 行为型用于帮助系统间各对象的通信，以及如何控制复杂系统中流程。行为型模式主要有命令模式 command、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、
4、备忘录模式、观察者模式、状态模式 state、策略模式、模板模式和访问者模式。3. 常见设计模式介绍3.1. 单例模式(singleton)有些时候，允许自由创建某个类的实例没有意义，还可能造成系统性能下降。如果一个类始终只能创建一个实例，则这个类被称为单例类，这种模式就被称为单例模式。一般建议单例模式的方法命名为：getInstance()，这个方法的返回类型肯定是单例类的类型了。getInstance 方法可以有参数，这些参数可能是创建类实例所需要的参数，当然，大多数情况下是不需要的publicclass Singleton publicstaticvoid main(String arg
5、s)/创建 Singleton 对象不能通过构造器，只能通过 getInstance 方法Singleton s1 = Singleton.getInstance();Singleton s2 = Singleton.getInstance();/将输出 trueSystem.out.println(s1 = s2);/使用一个变量来缓存曾经创建的实例privatestatic Singleton instance;/将构造器使用 private 修饰，隐藏该构造器private Singleton()System.out.println(“Singleton 被构造！“ );/提供一个静态方
6、法，用于返回 Singleton 实例/该方法可以加入自定义的控制，保证只产生一个 Singleton 对象publicstatic Singleton getInstance()/如果 instance 为 null，表明还不曾创建 Singleton 对象/如果 instance 不为 null，则表明已经创建了 Singleton 对象，将不会执行该方法if (instance = null)/创建一个 Singleton 对象，并将其缓存起来instance = new Singleton();returninstance;单例模式主要有如下两个优势：1) 减少创建 Java 实例所带
7、来的系统开销2) 便于系统跟踪单个 Java 实例的生命周期、实例状态等。3.2. 简单工厂(StaticFactory Method)简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。A 实例调用 B 实例的方法，称为 A 依赖于 B。如果使用 new 关键字来创建一个 B 实例（硬编码耦合），然后调用 B 实例的方法。一旦系统需要重构：需要使用 C 类来代替 B 类时，程序不得不改写 A 类代码。而用工厂模式则不需要关心 B 对象的实现、创建过程。Output，接口publicinterface
8、Output/接口里定义的属性只能是常量intMAX_CACHE_LINE = 50;/接口里定义的只能是 public 的抽象实例方法void out();void getData(String msg);Printer，Output 的一个实现/让 Printer 类实现 Outputpublicclass Printer implements Outputprivate String printData = new StringMAX_CACHE_LINE;/用以记录当前需打印的作业数privateintdataNum = 0;publicvoid out()/只要还有作业，继续打印wh
9、ile(dataNum 0)System.out.println(“打印机打印： “ + printData0);/把作业队列整体前移一位，并将剩下的作业数减 1System.arraycopy(printData , 1, printData, 0, -dataNum);publicvoid getData(String msg)if (dataNum = MAX_CACHE_LINE)System.out.println(“输出队列已满，添加失败 “);else/把打印数据添加到队列里，已保存数据的数量加 1。printDatadataNum+ = msg;BetterPrinter， O
10、utput 的一个实现publicclass BetterPrinter implements Outputprivate String printData = new StringMAX_CACHE_LINE * 2;/用以记录当前需打印的作业数privateintdataNum = 0;publicvoid out()/只要还有作业，继续打印while(dataNum 0)System.out.println(“高速打印机正在打印： “ + printData0);/把作业队列整体前移一位，并将剩下的作业数减 1System.arraycopy(printData , 1, printDa
11、ta, 0, -dataNum);publicvoid getData(String msg)if (dataNum = MAX_CACHE_LINE * 2)System.out.println(“输出队列已满，添加失败 “);else/把打印数据添加到队列里，已保存数据的数量加 1。printDatadataNum+ = msg;OutputFactory，简单工厂类public Output getPrinterOutput(String type) if (type.equalsIgnoreCase(“better“) returnnew BetterPrinter(); else r
12、eturnnew Printer();Computerpublicclass Computerprivate Output out;public Computer(Output out)this.out = out;/定义一个模拟获取字符串输入的方法publicvoid keyIn(String msg)out.getData(msg);/定义一个模拟打印的方法publicvoid print()out.out();publicstaticvoid main(String args)/创建 OutputFactoryOutputFactory of = new OutputFactory();
13、/将 Output 对象传入，创建 Computer 对象Computer c = new Computer(of.getPrinterOutput(“normal“);c.keyIn(“建筑永恒之道“ );c.keyIn(“建筑模式语言“ );c.print();c = new Computer(of.getPrinterOutput(“better“);c.keyIn(“建筑永恒之道“ );c.keyIn(“建筑模式语言“ );c.print();使用简单工厂模式的优势：让对象的调用者和对象创建过程分离，当对象调用者需要对象时，直接向工厂请求即可。从而避免了对象的调用者与对象的实现类以硬编
14、码方式耦合，以提高系统的可维护性、可扩展性。工厂模式也有一个小小的缺陷：当产品修改时，工厂类也要做相应的修改。3.3. 工厂方法(Factory Method)和抽象工厂(Abstract Factory)如果我们不想在工厂类中进行逻辑判断，程序可以为不同产品类提供不同的工厂，不同的工厂类和产不同的产品。当使用工厂方法设计模式时，对象调用者需要与具体的工厂类耦合，如：/工厂类的定义 1publicclass BetterPrinterFactoryimplements OutputFactorypublic Output getOutput()/该工厂只负责产生 BetterPrinter 对
15、象returnnew BetterPrinter();/工厂类的定义 2publicclass PrinterFactoryimplements OutputFactorypublic Output getOutput()/该工厂只负责产生 Printer 对象returnnew Printer();/工厂类的调用/OutputFactory of = new BetterPrinterFactory();OutputFactory of = new PrinterFactory();Computer c = new Computer(of.getOutput();使用简单工厂类，需要在工厂类
16、里做逻辑判断。而工厂类虽然不用在工厂类做判断。但是带来了另一种耦合：客户端代码与不同的工厂类耦合。为了解决客户端代码与不同工厂类耦合的问题。在工厂类的基础上再增加一个工厂类，该工厂类不制造具体的被调用对象，而是制造不同工厂对象。如：/抽象工厂类的定义，在工厂类的基础上再建一个工厂类publicclass OutputFactoryFactory/仅定义一个方法用于返回输出设备。publicstatic OutputFactory getOutputFactory(String type)if (type.equalsIgnoreCase(“better“)returnnew BetterPri
17、nterFactory();elsereturnnew PrinterFactory();/抽象工厂类的调用OutputFactory of = OutputFactoryFactory.getOutputFactory(“better“);Computer c = new Computer(of.getOutput();3.4. 代理模式(Proxy)代理模式是一种应用非常广泛的设计模式，当客户端代码需要调用某个对象时，客户端实际上不关心是否准确得到该对象，它只要一个能提供该功能的对象即可，此时我们就可返回该对象的代理（Proxy）。代理就是一个 Java 对象代表另一个 Java 对象来采
18、取行动。如：publicclass ImageProxy implements Image/组合一个 image 实例，作为被代理的对象private Image image;/使用抽象实体来初始化代理对象public ImageProxy(Image image)this.image = image;/* 重写 Image 接口的 show()方法* 该方法用于控制对被代理对象的访问，* 并根据需要负责创建和删除被代理对象*/publicvoid show()/只有当真正需要调用 image 的 show 方法时才创建被代理对象if (image = null)image = new Big
19、Image();image.show();调用时，先不创建：Image image = new ImageProxy(null);hibernate 默认启用延迟加载，当系统加载 A 实体时，A 实体关联的 B 实体并未被加载出来，A 实体所关联的 B 实体全部是代理对象只有等到 A 实体真正需要访问 B 实体时，系统才会去数据库里抓取 B 实体所对应的记录。借助于 Java 提供的 Proxy 和 InvocationHandler，可以实现在运行时生成动态代理的功能，而动态代理对象就可以作为目标对象使用，而且增强了目标对象的功能。如：Pantherpublicinterface Panth
20、er/info 方法声明publicvoid info();/run 方法声明publicvoid run();GunPantherpublicclass GunPanther implements Panther/info 方法实现，仅仅打印一个字符串publicvoid info()System.out.println(“我是一只猎豹！ “);/run 方法实现，仅仅打印一个字符串publicvoid run()System.out.println(“我奔跑迅速 “);MyProxyFactory，创建代理对象publicclass MyProxyFactory/为指定 target 生成
21、动态代理对象publicstatic Object getProxy(Object target)throws Exception/创建一个 MyInvokationHandler 对象MyInvokationHandler handler =new MyInvokationHandler();/为 MyInvokationHandler 设置 target 对象handler.setTarget(target);/创建、并返回一个动态代理return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getCl
22、ass().getInterfaces(), handler);MyInvokationHandler，增强代理的功能publicclass MyInvokationHandler implements InvocationHandler/需要被代理的对象private Object target;publicvoid setTarget(Object target)this.target = target;/执行动态代理对象的所有方法时，都会被替换成执行如下的 invoke 方法public Object invoke(Object proxy, Method method, Object args)
