2024 年 02 月

门面设计模式学习笔记

门面设计模式（Facade）是一种结构型模式，它为子系统提供一个统一且简化的接口，使客户端无需直接与子系统内部的复杂组件交互。其核心优势在于：简化客户端代码，提高可读性；通过隐藏子系统实现细节，实现更好的封装和系统保护；同时，它也提升了系统的灵活性和可扩展性，子系统内部变化不影响客户端。 门面模式通过一个高层接口（门面）封装和协调子系统中的多个接口，客户端只需与门面交互。它广泛应用于对外提供API、简化复杂操作、系统分层以及与其他系统集成等场景。子系统可以指一个完整的系统，也可以是更细粒度的模块或类。在Java中，JDBC的`DriverManager`、Spring框架的`ApplicationContext`以及Servlet API的`HttpServletRequest`等都是门面模式的典型应用。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #结构型设计模式

动态代理设计模式学习笔记

动态代理模式是一种在运行时才确定代理对象的灵活设计模式，旨在不修改原有代码的情况下，增强或控制目标对象的行为，常用于远程调用、事务处理或缓存等场景。 文章详细介绍了两种主要实现方式： 1. **JDK 动态代理：** 要求被代理类必须实现接口。它基于 Java 反射机制，通过实现 `InvocationHandler` 接口来定义代理逻辑，并使用 `Proxy.newProxyInstance()` 方法动态生成代理实例。其核心在于通过代理类实现目标接口，拦截方法调用。 2. **CGLIB 动态代理：** 不强制要求被代理类实现接口。它通过继承目标类生成一个子类作为代理（增强类），利用 `Enhancer` 类和 `MethodInterceptor` 接口实现方法拦截和增强，从而能够代理没有实现接口的普通类。 两种方式都允许在运行时为目标对象添加通用逻辑（如示例中的缓存），提高了代码的复用性和系统的可维护性。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #设计模式 , #java , #结构型设计模式

原型设计模式学习笔记

原型模式是一种创建型设计模式，旨在通过复制现有对象（原型）来创建新对象。其核心优势在于无需直接依赖类的实例化，即可在运行时动态、高效地创建对象，尤其适用于对象创建成本高或需考虑生命周期的场景。 模式结构包括定义克隆接口的`原型（Prototype）`和实现具体克隆逻辑的`具体原型（ConcretePrototype）`。实现上主要涉及对象的两种拷贝方式：浅拷贝和深拷贝。 **浅拷贝**：创建新对象时，基本类型属性直接复制值，引用类型属性则复制引用地址。这意味着原对象与拷贝对象会共享引用类型数据，对其中一方的修改会影响另一方。实现方式包括通过构造函数赋值或实现`Cloneable`接口并调用`super.clone()`。 **深拷贝**：创建现有对象的完全独立副本，不仅复制基本类型值，还会为所有引用类型属性创建全新的对象副本，确保两者互不影响。其实现通常采用递归克隆（所有组合对象均需实现`Cloneable`并递归调用克隆方法）或通过对象的序列化与反序列化机制。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #创建型设计模式

工厂设计模式学习笔记

工厂设计模式是一种创建型模式，旨在通过将对象的创建过程封装起来，避免客户端直接实例化具体类，从而实现客户端与具体产品间的解耦。其核心思想是定义抽象产品和抽象工厂接口，由具体工厂负责创建具体产品。 该模式的优点包括提高代码的解耦性、系统的扩展性，并简化客户端代码。然而，它也增加了系统复杂度和维护成本。工厂模式主要分为三种： 1. **简单工厂**：通过静态方法创建产品，虽便捷但新增产品时需修改工厂代码，不符合开闭原则，适用于产品种类不多的简单场景。 2. **工厂方法**：为每个具体产品定义独立的工厂类，通过多态实现，更符合开闭原则，通过配置化可进一步提升灵活性。 3. **抽象工厂**：用于创建一系列相关或相互依赖的产品族，解决多维度产品爆炸问题，适用于产品体系复杂的场景。 选择哪种模式需权衡设计复杂度与业务需求，以实现最佳实践。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #创建型设计模式

单例设计模式学习笔记

单例模式旨在确保类只有一个实例，并提供全局访问点。其实现核心是私有化构造函数，并在类内部维护一个静态私有实例，通过公有静态方法获取。 优点包括节省内存、避免资源多重占用和提供全局访问点；缺点是缺乏抽象层、职责过重且扩展困难。 常见实现方式有： 1. **饿汉式**：类加载时即创建实例，线程安全，实现简单，推荐在实践中使用。 2. **懒汉式**：延迟加载。为保证线程安全，可采用双重检查锁定（需`volatile`关键字）或静态内部类（利用JVM机制）。 3. **枚举方式**：最推荐的实现，天然线程安全，且能有效防止反射和序列化破坏。 单例模式可能被反射、序列化或多类加载器破坏。可通过在构造器中校验、实现`readResolve()`方法或使用枚举类型来增强其健壮性。正确应用单例模式能有效管理资源和控制访问。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #创建型设计模式

创建者设计模式学习笔记

创建者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，旨在将复杂对象的构建与其表示分离，允许相同的构建过程创建不同的产品表示，从而提升代码的灵活性、可扩展性和可维护性。 其核心角色包括：**产品（Product）**，即被构建的对象；**抽象构建者（Abstract Builder）**，定义构建产品的抽象接口；**具体构建者（Concrete Builder）**，实现抽象接口来具体构建产品各部分；以及**指挥者（Director）**，负责协调具体构建者完成产品构建。 该模式适用于对象有大量可选属性、构造函数参数过多或构建逻辑复杂的情况。优点在于解耦了对象的创建与使用，提升了灵活性并简化了客户端代码。但其缺点是增加了系统中类的数量，可能提高了复杂度。文章以HTML文档的构建为例，展示了产品、抽象与具体构建者以及指挥者如何协作完成复杂对象的构建。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #创建型设计模式

状态设计模式学习笔记

状态设计模式是一种行为设计模式，它允许对象根据内部状态改变其行为，从而避免大量条件判断（如if-else）。该模式通过将每个状态封装成独立类，并将行为委托给当前状态对象来实现。其核心组件包括环境（Context，持有当前状态）、抽象状态（State，定义接口）和具体状态（Concrete States，实现特定行为）。优点是符合单一职责和开闭原则，易于维护。 文章随后介绍了有限状态机（FSM），这是一种通过有限状态、转换规则和事件来建模系统行为的模型。虽然状态模式与FSM相关，但状态模式更侧重于对象行为的灵活性和可扩展性，而FSM则侧重于系统整体的建模和分析。文章还探讨了FSM的三种实现方式：分支逻辑法（简单但不易扩展）、查表法（适用于固定规则，易于维护）和状态模式（通过对象封装状态，使状态行为更加清晰和可管理）。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #行为型设计模式

观察者设计模式学习笔记

观察者设计模式（Observer Pattern），又称发布-订阅模式，是一种行为型设计模式。它定义了对象之间一对多的依赖关系，当目标对象（Subject）状态改变时，所有依赖它的观察者（Observer）都会收到自动通知并更新。核心优势在于解耦，使观察者与被观察者之间保持松散耦合。主要包含目标对象和观察者两个角色。 文章进一步阐述了发布-订阅模式作为观察者模式的变体或扩展，其关键在于引入了第三方消息代理（如事件总线），进一步解除了发布者和订阅者间的直接通信，增强了系统的灵活性、可扩展性和异步性。 虽然该模式能有效解耦，但也可能带来开发和调试的复杂性，以及Java中消息顺序执行可能导致的性能问题，必要时可采用异步处理。文中通过气象站示例和对Spring Event机制的模拟实现，具体展示了模式的应用。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #行为型设计模式

责任链设计模式学习笔记

责任链设计模式（CoR）是一种行为设计模式，旨在将请求发送者与接收者解耦。它允许请求沿着一条处理者链传递，每个处理者根据自身能力决定是否处理该请求；若不能处理，则将请求转发给链中的下一个处理者，直到请求被成功处理或到达链的末端。 其核心组成包括定义处理方法的“处理器接口”、尝试处理或转发请求的“具体处理器”，以及构建并向链首发起请求的“客户端”。CoR的优点在于降低耦合度、增强系统灵活性以及职责指派的灵活性；缺点是可能因长链遍历而影响性能，并增加调试复杂性。 实现方式主要有链表和数组两种。此外，CoR还存在一种特殊变体：请求会被链上所有处理器依次处理，而非中途停止。Java Servlet的`Filter`机制就是典型案例，它通过`FilterChain`的递归调用，确保每个请求都经过所有注册的过滤器。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #行为型设计模式

策略设计模式学习笔记

策略设计模式旨在将算法与使用它的代码分离，提高代码灵活性，允许算法独立变化。其核心结构包括策略接口（定义算法）、具体策略（实现算法）和上下文（使用策略接口的对象）。 该模式的优点在于提高了代码的灵活性、可重用性、可测试性、可维护性与可扩展性，并有效消除冗长的 if-else 结构，符合开闭原则。缺点是可能增加复杂性和类数量，且客户端需了解不同策略。它适用于算法频繁变动、需重用或测试的场景，如排序、搜索等。 文中通过计算器实例详细演示了Java实现，展示了如何通过接口定义策略、实现具体策略及上下文调用。同时介绍了结合工厂模式来管理策略创建，以及如何利用策略模式优化代码中庞大的 if-else 分支。最后，引用了MyBatis `Executor`和JDK `Comparator`等源码案例，印证其在实际框架中的广泛应用。
作者：XiaoLin
分类： 开发
标签： #java , #设计模式 , #行为型设计模式
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