Java中的設(shè)計(jì)模式應(yīng)用案例

Java中的設(shè)計(jì)模式應(yīng)用案例YOURLOGO作者：目錄01單擊添加目錄項(xiàng)標(biāo)題02創(chuàng)建型模式03結(jié)構(gòu)型模式04行為型模式05并發(fā)型模式單擊編輯章節(jié)標(biāo)題PART01創(chuàng)建型模式PART02單例模式概念：確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式：餓漢式、懶漢式、雙重檢查鎖、靜態(tài)內(nèi)部類、枚舉應(yīng)用場景：日志記錄、數(shù)據(jù)庫連接、線程池、配置管理等優(yōu)點(diǎn)：減少內(nèi)存占用、提高性能、避免資源浪費(fèi)工廠模式應(yīng)用場景：需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)相似對象時(shí)概念：定義一個(gè)創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類優(yōu)點(diǎn)：解耦，提高代碼復(fù)用性，降低維護(hù)成本實(shí)現(xiàn)方式：定義一個(gè)工廠類，包含創(chuàng)建對象的方法，根據(jù)傳入的參數(shù)決定創(chuàng)建哪個(gè)類的對象建造者模式添加標(biāo)題定義：將一個(gè)復(fù)雜對象的構(gòu)建與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。添加標(biāo)題主要角色：Builder（抽象建造者）、ConcreteBuilder（具體建造者）、Director（指揮者）、Product（產(chǎn)品）。添加標(biāo)題應(yīng)用場景：當(dāng)一個(gè)對象有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要構(gòu)建時(shí)，可以使用建造者模式。添加標(biāo)題優(yōu)點(diǎn)：使得對象的構(gòu)建過程更加靈活，可以很容易地改變產(chǎn)品的內(nèi)部表示。原型模式實(shí)現(xiàn)方式：在Java中，可以通過實(shí)現(xiàn)Cloneable接口并重寫clone()方法來實(shí)現(xiàn)原型模式。定義：原型模式是一種創(chuàng)建型模式，通過復(fù)制已有對象來創(chuàng)建新的對象。應(yīng)用場景：當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)相同或相似的對象時(shí)，可以使用原型模式。優(yōu)點(diǎn)：原型模式可以減少創(chuàng)建對象的時(shí)間和空間復(fù)雜度，提高性能。結(jié)構(gòu)型模式PART03適配器模式優(yōu)點(diǎn)：提高了代碼的可重用性和靈活性定義：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口，使原本不兼容的接口可以協(xié)同工作應(yīng)用場景：當(dāng)需要整合兩個(gè)不兼容的接口時(shí)實(shí)現(xiàn)方式：通過創(chuàng)建一個(gè)適配器類，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)接口，并在內(nèi)部調(diào)用原始類的方法裝飾器模式概念：動(dòng)態(tài)地為一個(gè)對象添加新的功能應(yīng)用場景：需要為類或?qū)ο髣?dòng)態(tài)地添加功能，而不改變其結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式：通過定義一個(gè)裝飾器類，該類包含一個(gè)被裝飾對象的引用，并重寫被裝飾對象的方法優(yōu)點(diǎn)：可以靈活地添加和刪除功能，提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性代理模式定義：代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，用于控制對象的訪問。應(yīng)用場景：當(dāng)需要為對象提供額外的控制或功能時(shí)，可以使用代理模式。實(shí)現(xiàn)方式：代理模式通常通過創(chuàng)建一個(gè)代理類來包裝實(shí)際對象，從而實(shí)現(xiàn)對實(shí)際對象的控制和訪問。優(yōu)點(diǎn)：代理模式可以降低耦合度，提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。外觀模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題應(yīng)用場景：當(dāng)子系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要提供一個(gè)簡單的接口供外部系統(tǒng)調(diào)用時(shí)外觀模式定義：提供一個(gè)統(tǒng)一的接口，用于訪問子系統(tǒng)中的一組接口優(yōu)點(diǎn)：降低子系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)方式：定義一個(gè)外觀類，該類包含子系統(tǒng)的所有接口，并提供一個(gè)統(tǒng)一的接口供外部系統(tǒng)調(diào)用行為型模式PART04策略模式定義：定義一系列算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可以互相替換。應(yīng)用場景：當(dāng)需要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)選擇算法時(shí)，可以使用策略模式。優(yōu)點(diǎn)：使得算法可以獨(dú)立于使用它們的客戶端，易于維護(hù)和擴(kuò)展。示例代碼：```javapublicclassStrategyPatternDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Contextcontext=newContext(newConcreteStrategyA());context.execute();}abstractclassStrategy{publicabstractvoidalgorithm();classConcreteStrategyAextendsStrategy{@Overridepublicvoidalgorithm(){System.out.println("算法A執(zhí)行");classConcreteStrategyBextendsStrategy{System.out.println("算法B執(zhí)行");classContext{privateStrategystrategy;publicContext(Strategystrategy){this.strategy=strategy;publicvoidexecute(){strategy.algorithm();``````javapublicclassStrategyPatternDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Contextcontext=newContext(newConcreteStrategyA());context.execute();}abstractclassStrategy{publicabstractvoidalgorithm();classConcreteStrategyAextendsStrategy{@Overridepublicvoidalgorithm(){System.out.println("算法A執(zhí)行");classConcreteStrategyBextendsStrategy{System.out.println("算法B執(zhí)行");classContext{privateStrategystrategy;publicContext(Strategystrategy){this.strategy=strategy;publicvoidexecute(){strategy.algorithm();```觀察者模式添加標(biāo)題定義：觀察者模式是一種行為型模式，用于定義對象之間的一對多依賴關(guān)系，以便當(dāng)一個(gè)對象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴它的對象都能得到通知并自動(dòng)更新。添加標(biāo)題應(yīng)用場景：當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)一對多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴它的對象都能得到通知并自動(dòng)更新時(shí)，可以使用觀察者模式。添加標(biāo)題實(shí)現(xiàn)方式：觀察者模式通常包括一個(gè)被觀察者（Subject）和一個(gè)或多個(gè)觀察者（Observer）。被觀察者維護(hù)一個(gè)觀察者列表，當(dāng)其狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，通知所有觀察者。觀察者接收到通知后，更新自己的狀態(tài)。添加標(biāo)題優(yōu)點(diǎn)：觀察者模式可以實(shí)現(xiàn)松耦合，使得觀察者和被觀察者之間的依賴關(guān)系更加靈活。同時(shí)，觀察者模式支持廣播通信，使得一個(gè)被觀察者可以同時(shí)通知多個(gè)觀察者。模板方法模式定義：定義一個(gè)操作中的算法骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：提高代碼復(fù)用性，便于維護(hù)和擴(kuò)展應(yīng)用場景：在多個(gè)子類中具有相同行為，但具體實(shí)現(xiàn)不同的情況下示例代碼：```javapublicabstractclassAbstractClass{publicvoidtemplateMethod(){//調(diào)用基本方法basicMethod();//調(diào)用鉤子方法hookMethod();}protectedabstractvoidbasicMethod();protectedvoidhookMethod(){//默認(rèn)實(shí)現(xiàn)``````javapublicabstractclassAbstractClass{publicvoidtemplateMethod(){//調(diào)用基本方法basicMethod();//調(diào)用鉤子方法hookMethod();}protectedabstractvoidbasicMethod();protectedvoidhookMethod(){//默認(rèn)實(shí)現(xiàn)```迭代器模式定義：提供一種順序訪問集合對象中的各個(gè)元素，而又不暴露該對象的內(nèi)部表示。角色：迭代器、容器、具體迭代器、具體容器。應(yīng)用場景：當(dāng)需要訪問一個(gè)聚合對象的內(nèi)容而無需暴露其內(nèi)部表示時(shí)。優(yōu)點(diǎn)：支持不同的遍歷方式，簡化了容器的接口和實(shí)現(xiàn)，提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性。并發(fā)型模式PART05線程池模式概念：線程池是一種多線程處理方式，可以減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，提高系統(tǒng)性能。應(yīng)用場景：適用于需要大量線程完成任務(wù)的場景，如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。優(yōu)點(diǎn)：a.降低資源消耗：通過重用線程，減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷。b.提高響應(yīng)速度：任務(wù)到達(dá)時(shí)，可以直接從線程池中獲取線程進(jìn)行處理，無需等待線程創(chuàng)建。c.便于管理：可以通過參數(shù)調(diào)整線程池的大小，控制并發(fā)線程的數(shù)量。a.降低資源消耗：通過重用線程，減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷。b.提高響應(yīng)速度：任務(wù)到達(dá)時(shí)，可以直接從線程池中獲取線程進(jìn)行處理，無需等待線程創(chuàng)建。c.便于管理：可以通過參數(shù)調(diào)整線程池的大小，控制并發(fā)線程的數(shù)量。實(shí)現(xiàn)方式：a.自定義線程池：通過實(shí)現(xiàn)ThreadPoolExecutor類，自定義線程池的大小、線程工廠、拒絕策略等參數(shù)。b.使用JDK提供的線程池：如Executors類的newFixedThreadPool、newCachedThreadPool等方法，可以直接創(chuàng)建線程池。a.自定義線程池：通過實(shí)現(xiàn)ThreadPoolExecutor類，自定義線程池的大小、線程工廠、拒絕策略等參數(shù)。b.使用JDK提供的線程池：如Executors類的newFixedThreadPool、newCachedThreadPool等方法，可以直接創(chuàng)建線程池。信號(hào)量模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題概念：一種用于控制并發(fā)訪問共享資源的模式應(yīng)用場景：多線程環(huán)境下，控制對共享資源的訪問實(shí)現(xiàn)方式：使用信號(hào)量（Semaphore）對象，通過acquire()和release()方法控制資源的訪問優(yōu)點(diǎn)：能夠有效防止死鎖和饑餓現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能讀寫鎖模式添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題讀寫鎖模式的概念：一種并發(fā)控制機(jī)制，用于解決多線程環(huán)境下的讀寫問題讀寫鎖模式的應(yīng)用場景：適用于頻繁讀取、偶爾寫入的場景讀寫鎖模式的實(shí)現(xiàn)：通過ReentrantReadWriteLock類實(shí)