总体来说设计模式分为三大类：
创建型模式：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
- 创建型模式(Creational Pattern)对类的实例化过程进行了抽象，能够将软件模块中对象的创建和对象的使用分离。为了使软件的结构更加清晰，外界对于这些对象只需要知道它们共同的接口，而不清楚其具体的实现细节，使整个系统的设计更加符合单一职责原则。
- 创建型模式在创建什么(What)，由谁创建(Who)，何时创建(When)等方面都为软件设计者提供了尽可能大的灵活性。创建型模式隐藏了类的实例的创建细节，通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达到使整个系统独立的目的。
结构型模式：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
- 结构型模式(Structural Pattern)： 描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像搭积木，可以通过简单积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构
- 结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式：
- 类结构型模式关心类的组合，由多个类可以组合成一个更大的系统，在类结构型模式中一般只存在继承关系和实现关系。
- 对象结构型模式关心类与对象的组合，通过关联关系使得在一个类中定义另一个类的实例对象，然后通过该对象调用其方法。根据“合成复用原则”，在系统中尽量使用关联关系来替代继承关系，因此大部分结构型模式都是对象结构型模式。
行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
- 行为型模式(Behavioral Pattern)是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。
- 行为型模式不仅仅关注类和对象的结构，而且重点关注它们之间的相互作用。
- 通过行为型模式，可以更加清晰地划分类与对象的职责，并研究系统在运行时实例对象之间的交互。在系统运行时，对象并不是孤立的，它们可以通过相互通信与协作完成某些复杂功能，一个对象在运行时也将影响到其他对象的运行。
行为型模式分为类行为型模式和对象行为型模式两种：
- 类行为型模式： 类的行为型模式使用继承关系在几个类之间分配行为，类行为型模式主要通过多态等方式来分配父类与子类的职责。
- 对象行为型模式： 对象的行为型模式则使用对象的聚合关联关系来分配行为，对象行为型模式主要是通过对象关联等方式来分配两个或多个类的职责。根据“合成复用原则”，系统中要尽量使用关联关系来取代继承关系，因此大部分行为型设计模式都属于对象行为型设计模式。
其实还有两类：并发型模式和线程池模式。用一个图片来整体描述一下：
二、设计模式的六大原则
1、开闭原则（Open Close Principle）
开闭原则就是说对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。
2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科
3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。
5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。
6.单一职责原则
定义：不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。
问题由来：类T负责两个不同的职责：职责P1，职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时，有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。 解决方案：遵循单一职责原则。分别建立两个类T1、T2，使T1完成职责P1功能，T2完成职责P2功能。这样，当修改类T1时，不会使职责P2发生故障风险；同理，当修改T2时，也不会使职责P1发生故障风险。
7、合成复用原则（Composite Reuse Principle）
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。
三、Java的23中设计模式
从这一块开始，我们详细介绍Java中23种设计模式的概念，应用场景等情况，并结合他们的特点及设计模式的原则进行分析。
1、简单工厂模式+工厂方法模式（http://blog.youkuaiyun.com/u014401141/article/details/63287946）
（由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例）
优点：
外界可以不用直接创建具体产品对象,仅仅需要负责“消费”对象就可以了，而不必管这些对象究竟如何创建及如何组织的
适用：
出现了大量的产品需要创建，并且具有共同的接口，希望由实现了该接口的类来指定它所创建的对象的时候时，可以通过工厂方法模式进行创建
2、抽象工厂模式（http://blog.youkuaiyun.com/u014401141/article/details/70305729）
（指当有多个抽象角色时，使用的一种工厂模式；抽象工厂模式可以向客户端提供一个接口，使客户端在不必指定产品的具体的情况下，创建多个产品族中的产品对象）
优点：
1. 隔离了具体类的生成，使得客户不需要知道什么被创建了
2. 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，能保证客户端始终只使用一个产品族中的对象
适用：
1.一个系统要独立于它的产品的创建、组合和表示时。
2.一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。
3.当你强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。
4.当你提供一个产品类库，而只想显示他们的接口而不是实现时。
总结
工厂方法模式
一个抽象产品类，可以派生出多个具体产品类。
一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。
每个具体工厂类只能创建一个具体产品类的实例。（对于一类产品（接口），想增加不同的实例（接口的实现类）时直接增加对应的工厂类就行，不需修改以前工厂类的代码）
抽象工厂模式
（当每个抽象产品都有多于一个的具体子类的时候（空调有型号A和B两种，发动机也有型号A和B两种），工厂角色怎么知道实例化哪一个子类呢？比如每个抽象产品角色都有两个具体产品（产品空调有两个具体产品空调A和空调B）。抽象工厂模式提供两个具体工厂角色（宝马320系列工厂和宝马230系列工厂），分别对应于这两个具体产品角色，每一个具体工厂角色只负责某一个产品角色的实例化。每一个具体工厂类只负责创建抽象产品的某一个具体子类的实例。）
多个抽象产品类，每个抽象产品类可以派生出多个具体产品类。
一个抽象工厂类，可以派生出多个具体工厂类。
每个具体工厂类可以创建多个具体产品类的实例。
3、单例模式（Singleton）
单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：
1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。
2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。
3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。
首先我们写一个简单的单例类：
public class Singleton {
/* 持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载 */
private static Singleton instance = null;
/* 私有构造方法，防止被实例化 */
private Singleton() {
}
/* 静态工程方法，创建实例 */
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
/* 如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致 */
public Object readResolve() {
return instance;
}
}
这个类可以满足基本要求，但是，像这样毫无线程安全保护的类，如果我们把它放入多线程的环境下，肯定就会出现问题了，如何解决？我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字，如下：
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
} 但是，synchronized关键字锁住的是这个对象，这样的用法，在性能上会有所下降，因为每次调用getInstance()，都要对对象上锁，事实上，只有在第一次创建对象的时候需要加锁，之后就不需要了，所以，这个地方需要改进。我们改成下面这个：
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (instance) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
} 似乎解决了之前提到的问题，将synchronized关键字加在了内部，也就是说当调用的时候是不需要加锁的，只有在instance为null，并创建对象的时候才需要加锁，性能有一定的提升。但是，这样的情况，还是有可能有问题的，看下面的情况：在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间，然后直接赋值给instance成员，然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了，我们以A、B两个线程为例：
a>A、B线程同时进入了第一个if判断
b>A首先进入synchronized块，由于instance为null，所以它执行instance = new Singleton();
c>由于JVM内部的优化机制，JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时JVM没有开始初始化这个实例），然后A离开了synchronized块。
d>B进入synchronized块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
e>此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。
所以程序还是有可能发生错误，其实程序在运行过程是很复杂的，从这点我们就可以看出，尤其是在写多线程环境下的程序更有难度，有挑战性。我们对该程序做进一步优化：
private static class SingletonFactory{
private static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance(){
return SingletonFactory.instance;
}
} 实际情况是，单例模式使用内部类来维护单例的实现，JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了低性能问题。这样我们暂时总结一个完美的单例模式：
public class Singleton {
/* 私有构造方法，防止被实例化 */
private Singleton() {
}
/* 此处使用一个内部类来维护单例 */
private static class SingletonFactory {
private static Singleton instance = new Singleton();
}
/* 获取实例 */
public static Singleton getInstance() {
return SingletonFactory.instance;
}
/* 如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致 */
public Object readResolve() {
return getInstance();
}
}
其实说它完美，也不一定，如果在构造函数中抛出异常，实例将永远得不到创建，也会出错。所以说，十分完美的东西是没有的，我们只能根据实际情况，选择最适合自己应用场景的实现方法。也有人这样实现：因为我们只需要在创建类的时候进行同步，所以只要将创建和getInstance()分开，单独为创建加synchronized关键字，也是可以的：
public class SingletonTest {
private static SingletonTest instance = null;
private SingletonTest() {
}
private static synchronized void syncInit() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonTest();
}
}
public static SingletonTest getInstance() {
if (instance == null) {
syncInit();
}
return instance;
}
}
考虑性能的话，整个程序只需创建一次实例，所以性能也不会有什么影响。
补充：采用"影子实例"的办法为单例对象的属性同步更新
public class SingletonTest {
private static SingletonTest instance = null;
private Vector properties = null;
public Vector getProperties() {
return properties;
}
private SingletonTest() {
}
private static synchronized void syncInit() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonTest();
}
}
public static SingletonTest getInstance() {
if (instance == null) {
syncInit();
}
return instance;
}
public void updateProperties() {
SingletonTest shadow = new SingletonTest();
properties = shadow.getProperties();
}
}
通过单例模式的学习告诉我们：
1、单例模式理解起来简单，但是具体实现起来还是有一定的难度。
2、synchronized关键字锁定的是对象，在用的时候，一定要在恰当的地方使用（注意需要使用锁的对象和过程，可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要锁）。
到这儿，单例模式基本已经讲完了，结尾处，笔者突然想到另一个问题，就是采用类的静态方法，实现单例模式的效果，也是可行的，此处二者有什么不同？
首先，静态类不能实现接口。（从类的角度说是可以的，但是那样就破坏了静态了。因为接口中不允许有static修饰的方法，所以即使实现了也是非静态的）
其次，单例可以被延迟初始化，静态类一般在第一次加载是初始化。之所以延迟加载，是因为有些类比较庞大，所以延迟加载有助于提升性能。
再次，单例类可以被继承，他的方法可以被覆写。但是静态类内部方法都是static，无法被覆写。
最后一点，单例类比较灵活，毕竟从实现上只是一个普通的Java类，只要满足单例的基本需求，你可以在里面随心所欲的实现一些其它功能，但是静态类不行。从上面这些概括中，基本可以看出二者的区别，但是，从另一方面讲，我们上面最后实现的那个单例模式，内部就是用一个静态类来实现的，所以，二者有很大的关联，只是我们考虑问题的层面不同罢了。两种思想的结合，才能造就出完美的解决方案，就像HashMap采用数组+链表来实现一样，其实生活中很多事情都是这样，单用不同的方法来处理问题，总是有优点也有缺点，最完美的方法是，结合各个方法的优点，才能最好的解决问题！
4、建造者模式（Builder）
建造者模式的定义
建造者模式（Builder Pattern）也叫做生成器模式，其定义如下：
Separate the construction of a complex object from its representation so that the same
construction process can create different representations.（将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。）
建造者模式的通用类图如图11-4所示。
图11-4 建造者模式通用类图
在建造者模式中，有如下4个角色：
● Product产品类
通常是实现了模板方法模式，也就是有模板方法和基本方法，这个参考第10章的模板方法模式。例子中的BenzModel和BMWModel就属于产品类。
● Builder抽象建造者规范产品的组建，一般是由子类实现。例子中的CarBuilder就属于抽象建造者。
● ConcreteBuilder具体建造者
实现抽象类定义的所有方法，并且返回一个组建好的对象。例子中的BenzBuilder和BMWBuilder就属于具体建造者。
● Director导演类
负责安排已有模块的顺序，然后告诉Builder开始建造，在上面的例子中就是我们的老大，××公司找到老大，说我要这个或那个类型的车辆模型，然后老大就把命令传递给我，我和我的团队就开始拼命地建造，于是一个项目建设完毕了。建造者模式的通用源代码也比较简单，先看Product类，通常它是一个组合或继承（如模板方法模式）产生的类，
如代码清单11-12所示。
代码清单11-12 产品类
public class Product {
public void doSomething(){
//独立业务处理
}
}
抽象建造者如代码清单11-13所示。
代码清单11-13 抽象建造者
public abstract class Builder {
//设置产品的不同部分，以获得不同的产品
public abstract void setPart();
//建造产品
public abstract Product buildProduct();
}其中，setPart方法是零件的配置，什么是零件？其他的对象，获得一个不同零件，或者
不同的装配顺序就可能产生不同的产品。具体的建造者如代码清单11-14所示。
代码清单11-14 具体建造者
public class ConcreteProduct extends Builder {
private Product product = new Product();
//设置产品零件
public void setPart() {
/*
* 产品类内的逻辑处理
*/
}
//组建一个产品
public Product buildProduct() {
return product;
}
}需要注意的是，如果有多个产品类就有几个具体的建造者，而且这多个产品类具有相同
接口或抽象类，参考我们上面的例子。
导演类
public class Director {
private Builder builder = new ConcreteProduct();
//构建不同的产品
public Product getAProduct(){
builder.setPart();
/*
* 设置不同的零件，产生不同的产品
*/
return builder.buildProduct();
}
}
导演类起到封装的作用，避免高层模块深入到建造者内部的实现类。当然，在建造者模式比较庞大时，导演类可以有多个。
建造者模式的应用
建造者模式的优点
● 封装性
使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节，如例子中我们就不需要关
心每一个具体的模型内部是如何实现的，产生的对象类型就是CarModel。
● 建造者独立，容易扩展
BenzBuilder和BMWBuilder是相互独立的，对系统的扩展非常有利。
● 便于控制细节风险
由于具体的建造者是独立的，因此可以对建造过程逐步细化，而不对其他的模块产生任
何影响。
11.3.2 建造者模式的使用场景
● 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时，可以采用建造者模式。
● 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时，则可
以使用该模式。
● 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时候使用建
造者模式非常合适。
● 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其他对象，这些对象在产品对象的创建过程
中不易得到时，也可以采用建造者模式封装该对象的创建过程。该种场景只能是一个补偿方
法，因为一个对象不容易获得，而在设计阶段竟然没有发觉，而要通过创建者模式柔化创建
过程，本身已经违反设计的最初目标。
11.3.3 建造者模式的注意事项
建造者模式关注的是零件类型和装配工艺（顺序），这是它与工厂方法模式最大不同的
地方，虽然同为创建类模式，但是注重点不同。
5、原型模式（Prototype）
原型模式虽然是创建型的模式，但是与工程模式没有关系，从名字即可看出，该模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。原型模式的核心是一个clone方法，通过该方法进行对象的拷贝，Java提供了一个Cloneable接口来标示这个对象是可拷贝的为什么说是“标示”呢？翻开JDK的帮助看看Cloneable是一个方法都没有的，这个接口只是一个标记作用，在JVM中具有这个标记的对象才有可能被拷贝。本小结会通过对象的复制，进行讲解。在Java中，复制对象是通过clone()实现的，先创建一个原型类：
public class Prototype implements Cloneable {
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Prototype proto = (Prototype) super.clone();
return proto;
}
} 很简单，一个原型类，只需要实现Cloneable接口，覆写clone方法，此处clone方法可以改成任意的名称，因为Cloneable接口是个空接口，你可以任意定义实现类的方法名，如cloneA或者cloneB，因为此处的重点是super.clone()这句话，super.clone()调用的是Object的clone()方法，而在Object类中，clone()是native的，具体怎么实现，我会在另一篇文章中，关于解读Java中本地方法的调用，此处不再深究。在这儿，我将结合对象的浅复制和深复制来说一下，首先需要了解对象深、浅复制的概念：
浅复制：将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。
深复制：将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。
此处，写一个深浅复制的例子：
public class Prototype implements Cloneable, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String string;
private SerializableObject obj;
/* 浅复制 */
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Prototype proto = (Prototype) super.clone();
return proto;
}
/* 深复制 */
public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
/* 写入当前对象的二进制流 */
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
/* 读出二进制流产生的新对象 */
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return ois.readObject();
}
public String getString() {
return string;
}
public void setString(String string) {
this.string = string;
}
public SerializableObject getObj() {
return obj;
}
public void setObj(SerializableObject obj) {
this.obj = obj;
}
}
class SerializableObject implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
} 要实现深复制，需要采用流的形式读入当前对象的二进制输入，再写出二进制数据对应的对象。
我们接着讨论设计模式，上篇文章我讲完了5种创建型模式，这章开始，我将讲下7种结构型模式：适配器模式、装饰模式、代理模式、外观模式（门面模式 ）、桥接模式、组合模式、享元模式。其中对象的适配器模式是各种模式的起源，我们看下面的图：
6、适配器模式（Decorator）
适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。（将一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。）适配器模式又叫做变压器模式，也叫做包装模式（Wrapper），但是包装模式可不止一个，还包括了第17章讲解的装饰模式。。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。首先，我们来看看类的适配器模式，先看类图：
核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口时Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里，看代码：
public class Source {
public void method1() {
System.out.println("this is original method!");
}
}
public interface Targetable {
/* 与原类中的方法相同 */
public void method1();
/* 新类的方法 */
public void method2();
} public class Adapter extends Source implements Targetable {
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
} Adapter类继承Source类，实现Targetable接口，下面是测试类：
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Targetable target = new Adapter();
target.method1();
target.method2();
}
} 输出：
this is original method!
this is the targetable method!
这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。
对象的适配器模式
基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，这次不继承Source类，而是持有Source类的实例，以达到解决兼容性的问题。看图：
只需要修改Adapter类的源码即可：
public class Wrapper implements Targetable {
private Source source;
public Wrapper(Source source){
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
@Override
public void method1() {
source.method1();
}
} 测试类：
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Source source = new Source();
Targetable target = new Wrapper(source);
target.method1();
target.method2();
}
} 输出与第一种一样，只是适配的方法不同而已。
第三种适配器模式是接口的适配器模式，接口的适配器是这样的：有时我们写的一个接口中有多个抽象方法，当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。看一下类图：
这个很好理解，在实际开发中，我们也常会遇到这种接口中定义了太多的方法，以致于有时我们在一些实现类中并不是都需要。看代码：
public interface Sourceable {
public void method1();
public void method2();
} 抽象类Wrapper2：
public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{
public void method1(){}
public void method2(){}
} public class SourceSub1 extends Wrapper2 {
public void method1(){
System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");
}
} public class SourceSub2 extends Wrapper2 {
public void method2(){
System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");
}
} public class WrapperTest {
public static void main(String[] args) {
Sourceable source1 = new SourceSub1();
Sourceable source2 = new SourceSub2();
source1.method1();
source1.method2();
source2.method1();
source2.method2();
}
} 测试输出：
the sourceable interface's first Sub1!
the sourceable interface's second Sub2!
达到了我们的效果！
讲了这么多，总结一下三种适配器模式的应用场景：
类的适配器模式：当希望将一个类转换成满足另一个新接口的类时，可以使用类的适配器模式，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。
对象的适配器模式：当希望将一个对象转换成满足另一个新接口的对象时，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法就行。
接口的适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。
7、装饰模式（Decorator）
顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例，关系图如下：
Source类是被装饰类，Decorator类是一个装饰类，可以为Source类动态的添加一些功能，代码如下：
public interface Sourceable {
public void method();
} public class Source implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("the original method!");
}
} public class Decorator implements Sourceable {
private Sourceable source;
public Decorator(Sourceable source){
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method() {
System.out.println("before decorator!");
source.method();
System.out.println("after decorator!");
}
} 测试类：
public class DecoratorTest {
public static void main(String[] args) {
Sourceable source = new Source();
Sourceable obj = new Decorator(source);
obj.method();
}
} 输出：
before decorator!
the original method!
after decorator!
装饰器模式的应用场景：
1、需要扩展一个类的功能。
2、动态的为一个对象增加功能，而且还能动态撤销。（继承不能做到这一点，继承的功能是静态的，不能动态增删。）
缺点：产生过多相似的对象，不易排错！
8、代理模式（详细介绍：http://blog.youkuaiyun.com/u014401141/article/details/70174393，http://blog.youkuaiyun.com/u014401141/article/details/70174727）
其实每个模式名称就表明了该模式的作用，代理模式就是多一个代理类出来，替原对象进行一些操作，比如我们在租房子的时候回去找中介，为什么呢？因为你对该地区房屋的信息掌握的不够全面，希望找一个更熟悉的人去帮你做，此处的代理就是这个意思。再如我们有的时候打官司，我们需要请律师，因为律师在法律方面有专长，可以替我们进行操作，表达我们的想法。先来看看关系图：
根据上文的阐述，代理模式就比较容易的理解了，我们看下代码：
public interface Sourceable {
public void method();
} public class Source implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("the original method!");
}
} public class Proxy implements Sourceable {
private Source source;
public Proxy(){
super();
this.source = new Source();
}
@Override
public void method() {
before();
source.method();
atfer();
}
private void atfer() {
System.out.println("after proxy!");
}
private void before() {
System.out.println("before proxy!");
}
}
测试类：
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
Sourceable source = new Proxy();
source.method();
}
}
输出：
before proxy!
the original method!
after proxy!
代理模式的应用场景：
如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进，此时有两种办法：
1、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放，对修改关闭”的原则。
2、就是采用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。
使用代理模式，可以将功能划分的更加清晰，有助于后期维护！
9、门面模式又叫外观模式（Facade）
门面模式的定义
门面模式（Facade Pattern）也叫做外观模式，是一种比较常用的封装模式，其定义如下：
要求一个子系统的外部与其内部的通信必须通过一个统一的对象进行。门面模式提供一个高层次的接口，使得子系统更易于使用。
门面模式注重“统一的对象”，也就是提供一个访问子系统的接口，除了这个接口不允许有任何访问子系统的行为发生，其通用类图。
如图23-4所示。
扩展后的系统类图
是的，类图就这么简单，但是它代表的意义可是异常复杂，Subsystem Classes是子系统
所有类的简称，它可能代表一个类，也可能代表几十个对象的集合。甭管多少对象，我们把
这些对象全部圈入子系统的范畴，其结构如图23-5所示。
门面模式示意图
再简单地说，门面对象是外界访问子系统内部的唯一通道，不管子系统内部是多么杂乱无章，只要有门面对象在，就可以做到“金玉其外，败絮其中”。我们先明确一下门面模式的角色。
● Facade门面角色
客户端可以调用这个角色的方法。此角色知晓子系统的所有功能和责任。一般情况下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去，也就说该角色没有实际的业务逻辑，只是一个委托类。
● subsystem子系统角色
可以同时有一个或者多个子系统。每一个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。子系统并不知道门面的存在。对于子系统而言，门面仅仅是另外一个客户端而已。我们来看一下门面模式的通用源码，先来看子系统源代码。由于子系统是类的集合，因此要描述该集合很花费精力，每一个子系统都不相同，我们使用3个相互无关的类来代表，子系统
public class ClassA {
public void doSomethingA(){
//业务逻辑
}
}
public class ClassB {
public void doSomethingB(){
//业务逻辑
}
}
public class ClassC {
public void doSomethingC(){
//业务逻辑
}
}
我们认为这3个类属于近邻，处理相关的业务，因此应该被认为是一个子系统的不同逻辑处理模块，对于此子系统的访问需要通过门面进行。
门面对象
public class Facade {
//被委托的对象
private ClassA a = new ClassA();
private ClassB b = new ClassB();
private ClassC c = new ClassC();
//提供给外部访问的方法
public void methodA(){
this.a.doSomethingA();
}
public void methodB(){
this.b.doSomethingB();
}
public void methodC(){
this.c.doSomethingC();
}
}
门面模式的应用
门面模式的优点
门面模式有如下优点。
● 减少系统的相互依赖
想想看，如果我们不使用门面模式，外界访问直接深入到子系统内部，相互之间是一种强耦合关系，你死我就死，你活我才能活，这样的强依赖是系统设计所不能接受的，门面模式的出现就很好地解决了该问题，所有的依赖都是对门面对象的依赖，与子系统无关。
● 提高了灵活性
依赖减少了，灵活性自然提高了。不管子系统内部如何变化，只要不影响到门面对象，任你自由活动。
● 提高安全性
想让你访问子系统的哪些业务就开通哪些逻辑，不在门面上开通的方法，你休想访问到。
门面模式的缺点
门面模式最大的缺点就是不符合开闭原则，对修改关闭，对扩展开放，看看我们那个门面对象吧，它可是重中之重，一旦在系统投产后发现有一个小错误，你怎么解决？完全遵从开闭原则，根本没办法解决。继承？覆写？都顶不上用，唯一能做的一件事就是修改门面角色的代码，这个风险相当大，这就需要大家在设计的时候慎之又慎，多思考几遍才会有好收获。
门面模式的使用场景
● 为一个复杂的模块或子系统提供一个供外界访问的接口
● 子系统相对独立——外界对子系统的访问只要黑箱操作即可
比如利息的计算问题，没有深厚的业务知识和扎实的技术水平是不可能开发出该子系统
的，但是对于使用该系统的开发人员来说，他需要做的就是输入金额以及存期，其他的都不
用关心，返回的结果就是利息，这时候，门面模式是非使用不可了。
● 预防低水平人员带来的风险扩散
比如一个低水平的技术人员参与项目开发，为降低个人代码质量对整体项目的影响风
险，一般的做法是“画地为牢”，只能在指定的子系统中开发，然后再提供门面接口进行访问
操作。
10、桥接模式（Bridge）
桥接模式就是把事物和其具体实现分开，使他们可以各自独立的变化。桥接的用意是：将抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化，像我们常用的JDBC桥DriverManager一样，JDBC进行连接数据库的时候，在各个数据库之间进行切换，基本不需要动太多的代码，甚至丝毫不用动，原因就是JDBC提供统一接口，每个数据库提供各自的实现，用一个叫做数据库驱动的程序来桥接就行了。我们来看看关系图：
实现代码：
先定义接口：
public interface Sourceable {
public void method();
} 分别定义两个实现类：
public class SourceSub1 implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("this is the first sub!");
}
}
public class SourceSub2 implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("this is the second sub!");
}
} 定义一个桥，持有Sourceable的一个实例：
public abstract class Bridge {
private Sourceable source;
public void method(){
source.method();
}
public Sourceable getSource() {
return source;
}
public void setSource(Sourceable source) {
this.source = source;
}
} public class MyBridge extends Bridge {
public void method(){
getSource().method();
}
} 测试类：
public class BridgeTest {
public static void main(String[] args) {
Bridge bridge = new MyBridge();
/*调用第一个对象*/
Sourceable source1 = new SourceSub1();
bridge.setSource(source1);
bridge.method();
/*调用第二个对象*/
Sourceable source2 = new SourceSub2();
bridge.setSource(source2);
bridge.method();
}
} output：
this is the first sub!
this is the second sub!
这样，就通过对Bridge类的调用，实现了对接口Sourceable的实现类SourceSub1和SourceSub2的调用。接下来我再画个图，大家就应该明白了，因为这个图是我们JDBC连接的原理，有数据库学习基础的，一结合就都懂了。
桥梁模式的优点
● 抽象和实现分离
这也是桥梁模式的主要特点，它完全是为了解决继承的缺点而提出的设计模式。在该模式下，实现可以不受抽象的约束，不用再绑定在一个固定的抽象层次上。
● 优秀的扩充能力
看看我们的例子，想增加实现？没问题！想增加抽象，也没有问题！只要对外暴露的接口层允许这样的变化，我们已经把变化的可能性减到最小。
● 实现细节对客户透明
客户不用关心细节的实现，它已经由抽象层通过聚合关系完成了封装。
桥梁模式的使用场景：
● 不希望或不适用使用继承的场景
例如继承层次过渡、无法更细化设计颗粒等场景，需要考虑使用桥梁模式。
● 接口或抽象类不稳定的场景
明知道接口不稳定还想通过实现或继承来实现业务需求，那是得不偿失的，也是比较失败的做法。
● 重用性要求较高的场景
设计的颗粒度越细，则被重用的可能性就越大，而采用继承则受父类的限制，不可能出现太细的颗粒度。
桥梁模式的注意事项
桥梁模式是非常简单的，使用该模式时主要考虑如何拆分抽象和实现，并不是一涉及继承就要考虑使用该模式，那还要继承干什么呢？桥梁模式的意图还是对变化的封装，尽量把可能变化的因素封装到最细、最小的逻辑单元中，避免风险扩散。因此读者在进行系统设计时，发现类的继承有N层时，可以考虑使用桥梁模式。
11、组合模式（Composite）
组合模式有时又叫部分-整体模式在处理类似树形结构的问题时比较方便，组合模式(Composite Pattern)也叫合成模式
主要是用来描述部分与整体的关系，其定义如下：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。组合模式的通用类图，如图21-6所示
图21-6 组合模式通用类图
我们先来说说组合模式的几个角色。
● Component抽象构件角色
定义参加组合对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的行为或属性，比如我们例子中的getInfo就封装到了抽象类中。
● Leaf叶子构件
叶子对象，其下再也没有其他的分支，也就是遍历的最小单位。
● Composite树枝构件
树枝对象，它的作用是组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。
我们来看组合模式的通用源代码，首先看抽象构件，它是组合模式的精髓，如代码清单
21-18所示。
抽象构件
public abstract class Component {
//个体和整体都具有的共享
public void doSomething(){
//编写业务逻辑
}
}
组合模式的重点就在树枝构件，其通用代码如代码清单21-19所示。
树枝构件
public class Composite extends Component {
//构件容器
private ArrayList<Component> componentArrayList = new ArrayList<Component>();
//增加一个叶子构件或树枝构件
public void add(Component component){
this.componentArrayList.add(component);
}
//删除一个叶子构件或树枝构件
public void remove(Component component){
this.componentArrayList.remove(component);
}
//获得分支下的所有叶子构件和树枝构件
public ArrayList<Component> getChildren(){
return this.componentArrayList;
}
}
树叶节点是没有子下级对象的对象，定义参加组合的原始对象行为，其通用源代码如代
码清单21-20所示。
代码清单21-20 树叶构件
public class Leaf extends Component {
/*
* 可以覆写父类方法
* public void doSomething(){
*
* }
*/
}
场景类负责树状结构的建立，并可以通过递归方式遍历整个树，如代码清单21-21所
示。
代码清单21-21 场景类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建一个根节点
Composite root = new Composite();
root.doSomething();
//创建一个树枝构件
Composite branch = new Composite();
//创建一个叶子节点
Leaf leaf = new Leaf();
//建立整体
root.add(branch);
branch.add(leaf);
}
//通过递归遍历树
public static void display(Composite root){
for(Component c:root.getChildren()){
if(c instanceof Leaf){ //叶子节点
c.doSomething();
}else{ //树枝节点
display((Composite)c);
}
}
}
}
各位可能已经看出一些问题了，组合模式是对依赖倒转原则的破坏，但是它还有其他类
型的变形，面向对象就是这么多的形态和变化，请读者继续阅读下去，就会找到解决方案。
组合模式的应用
组合模式的优点
● 高层模块调用简单
一棵树形机构中的所有节点都是Component，局部和整体对调用者来说没有任何区别，也就是说，高层模块不必关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了高层模块的代码。
● 节点自由增加
使用了组合模式后，我们可以看看，如果想增加一个树枝节点、树叶节点是不是都很容易，只要找到它的父节点就成，非常容易扩展，符合开闭原则，对以后的维护非常有利。
组合模式的缺点
组合模式有一个非常明显的缺点，看到我们在场景类中的定义，提到树叶和树枝使用时的定义了吗？直接使用了实现类！这在面向接口编程上是很不恰当的，与依赖倒置原则冲突，读者在使用的时候要考虑清楚，它限制了你接口的影响范围。
组合模式的使用场景
● 维护和展示部分-整体关系的场景，如树形菜单、文件和文件夹管理。
● 从一个整体中能够独立出部分模块或功能的场景。
组合模式的注意事项
只要是树形结构，就要考虑使用组合模式，这个一定要记住，只要是要体现局部和整体的关系的时候，而且这种关系还可能比较深，考虑一下组合模式吧。
12、享元模式（Flyweight）
享元模式的主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候可以减少内存的开销，通常与工厂模式一起使用。
FlyWeightFactory负责创建和管理享元单元，当一个客户端请求时，工厂需要检查当前对象池中是否有符合条件的对象，如果有，就返回已经存在的对象，如果没有，则创建一个新对象，FlyWeight是超类。一提到共享池，我们很容易联想到Java里面的JDBC连接池，想想每个连接的特点，
我们不难总结出：
适用于作共享的一些个对象，他们有一些共有的属性，就拿数据库连接池来说，url、driverClassName、username、password及dbname，这些属性对于每个连接来说都是一样的，所以就适合用享元模式来处理，建一个工厂类，将上述类似属性作为内部数据，其它的作为外部数据，在方法调用时，当做参数传进来，这样就节省了空间，减少了实例的数量。
看个例子：
看下数据库连接池的代码：
public class ConnectionPool {
private Vector<Connection> pool;
/*公有属性*/
private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
private String username = "root";
private String password = "root";
private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";
private int poolSize = 100;
private static ConnectionPool instance = null;
Connection conn = null;
/*构造方法，做一些初始化工作*/
private ConnectionPool() {
pool = new Vector<Connection>(poolSize);
for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
try {
Class.forName(driverClassName);
conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
pool.add(conn);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/* 返回连接到连接池 */
public synchronized void release() {
pool.add(conn);
}
/* 返回连接池中的一个数据库连接 */
public synchronized Connection getConnection() {
if (pool.size() > 0) {
Connection conn = pool.get(0);
pool.remove(conn);
return conn;
} else {
return null;
}
}
}
通过连接池的管理，实现了数据库连接的共享，不需要每一次都重新创建连接，节省了数据库重新创建的开销，提升了系统的性能
11种行为型模式，
先来张图，看看这11中模式的关系：
第一类：通过父类与子类的关系进行实现。
第二类：两个类之间。第三类：类的状态。
第四类：通过中间类
13、策略模式（strategy）
策略模式（Strategy Pattern）是一种比较简单的模式，也叫做政策模式（PolicyPattern）。其定义如下：定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。
这个定义是非常明确、清晰的，“定义一组算法”，看看我们的三个计谋是不是三个算法？“将每个算法都封装起来”，封装类Context不就是这个作用吗？“使它们可以互换”当然可
以互换了，都实现是相同的接口，那当然可以相互转化了。我们看看策略模式的通用类图，
如图18-3所示。
图18-3 策略模式通用类图
策略模式使用的就是面向对象的继承和多态机制，非常容易理解和掌握，我们再来看看策略模式的三个角色：
● Context封装角色
它也叫做上下文角色，起承上启下封装作用，屏蔽高层模块对策略、算法的直接访问，封装可能存在的变化。
● Strategy抽象策略角色
策略、算法家族的抽象，通常为接口，定义每个策略或算法必须具有的方法和属性。各位看官可能要问了，类图中的AlgorithmInterface是什么意思，嘿嘿，algorithm是“运算法则”的意思，结合起来意思就明白了吧。
● ConcreteStrategy具体策略角色
实现抽象策略中的操作，该类含有具体的算法。
我们再来看策略模式的通用源码，非常简单。先看抽象策略角色，它是一个非常普通的接口，在我们的项目中就是一个普通得不能再普通的接口了，定义一个或多个具体的算法，
如代码清单18-7所示。
代码清单18-7 抽象的策略角色
public interface Strategy {
//策略模式的运算法则
public void doSomething();
}
具体策略也是非常普通的一个实现类，只要实现接口中的方法就可以，如代码清单18-8
所示。
具体策略角色
public class ConcreteStrategy1 implements Strategy {
public void doSomething() {
System.out.println("具体策略1的运算法则");
}
}
public class ConcreteStrategy2 implements Strategy {
public void doSomething() {
System.out.println("具体策略2的运算法则");
}
}
策略模式的重点就是封装角色，它是借用了代理模式的思路，大家可以想想，它和代理模式有什么差别，
差别就是策略模式的封装角色和被封装的策略类不用是同一个接口，
如果是同一个接口那就成为了代理模式。我们来看封装角色，
封装角色
public class Context {
//抽象策略
private Strategy strategy = null;
//构造函数设置具体策略
public Context(Strategy _strategy){
this.strategy = _strategy;
}
//封装后的策略方法
public void doAnythinig(){
this.strategy.doSomething();
}
}
高层模块的调用非常简单，知道要用哪个策略，产生出它的对象，然后放到封装角色中就完成任务了
高层模块
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//声明一个具体的策略
Strategy strategy = new ConcreteStrategy1();
//声明上下文对象
Context context = new Context(strategy);
//执行封装后的方法
context.doAnythinig();
}
}
策略模式就是这么简单，偷着乐吧，它就是采用了面向对象的继承和多态机制，其他没什么玄机。想想看，你真实的业务环境有这么简单吗？一个类实现多个接口很正常，你要有火眼金睛看清楚哪个接口是抽象策略接口，哪些是和策略模式没有任何关系，这就是你作为系统分析师的价值所在。
策略模式的应用
策略模式的优点
● 算法可以自由切换
这是策略模式本身定义的，只要实现抽象策略，它就成为策略家族的一个成员，通过封装角色对其进行封装，保证对外提供“可自由切换”的策略。
● 避免使用多重条件判断
如果没有策略模式，我们想想看会是什么样子？一个策略家族有5个策略算法，一会要使用A策略，一会要使用B策略，怎么设计呢？使用多重的条件语句？多重条件语句不易维护，而且出错的概率大大增强。使用策略模式后，可以由其他模块决定采用何种策略，策略家族对外提供的访问接口就是封装类，简化了操作，同时避免了条件语句判断。
● 扩展性良好
这甚至都不用说是它的优点，因为它太明显了。在现有的系统中增加一个策略太容易了，只要实现接口就可以了，其他都不用修改，类似于一个可反复拆卸的插件，这大大地符合了OCP原则。
策略模式的缺点
● 策略类数量增多
每一个策略都是一个类，复用的可能性很小，类数量增多。
● 所有的策略类都需要对外暴露
上层模块必须知道有哪些策略，然后才能决定使用哪一个策略，这与迪米特法则是相违背的，我只是想使用了一个策略，我凭什么就要了解这个策略呢？那要你的封装类还有什么意义？这是原装策略模式的一个缺点，幸运的是，我们可以使用其他模式来修正这个缺陷，如工厂方法模式、代理模式或享元模式。
策略模式的使用场景
● 多个类只有在算法或行为上稍有不同的场景。
● 算法需要自由切换的场景。
例如，算法的选择是由使用者决定的，或者算法始终在进化，特别是一些站在技术前沿
的行业，连业务专家都无法给你保证这样的系统规则能够存在多长时间，在这种情况下策略
模式是你最好的助手。
● 需要屏蔽算法规则的场景。
现在的科技发展得很快，人脑的记忆是有限的（就目前来说是有限的），太多的算法你只要知道一个名字就可以了，传递相关的数字进来，反馈一个运算结果，万事大吉。
策略模式的注意事项
如果系统中的一个策略家族的具体策略数量超过4个，则需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀和对外暴露的问题，否则日后的系统维护就会成为一个烫手山芋，谁都不想接。
14、模板方法模式（Template Method）
模板方法模式（Template Method Pattern）是如此简单，以致让你感觉你已经能够掌握其精髓了。其定义如下：定义一个操作中的算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
模板方法模式的通用类图如图10-3所示。
模板方法模式确实非常简单，仅仅使用了Java的继承机制，但它是一个应用非常广泛的模式。其中，AbstractClass叫做抽象模板，它的方法分为两类：
● 基本方法
基本方法也叫做基本操作，是由子类实现的方法，并且在模板方法被调用。
● 模板方法
可以有一个或几个，一般是一个具体方法，也就是一个框架，实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。注意为了防止恶意的操作，一般模板方法都加上final关键字，不允许被覆写。在类图中还有一个角色：具体模板。ConcreteClass1和ConcreteClass2属于具体模板，实现父类所定义的一个或多个抽象方法，也就是父类定义的基本方法在子类中得以实现。我们来看其通用代码，
AbstractClass
抽象模板类
public abstract class AbstractClass {
//基本方法
protected abstract void doSomething();
//基本方法
protected abstract void doAnything();
//模板方法
public void templateMethod(){
//调用基本方法，完成相关的逻辑
this.doAnything();
this.doSomething();
}
}
具体模板类
public class ConcreteClass1 extends AbstractClass {
//实现基本方法
protected void doAnything() {
//业务逻辑处理
}
protected void doSomething() {
//业务逻辑处理
}
}
public class ConcreteClass2 extends AbstractClass {
//实现基本方法
protected void doAnything() {
//业务逻辑处理
}
protected void doSomething() {
//业务逻辑处理
}
}
场景类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractClass class1 = new ConcreteClass1();
AbstractClass class2 = new ConcreteClass2();
//调用模板方法
class1.templateMethod();
class2.templateMethod();
}
}
注意 抽象模板中的基本方法尽量设计为protected类型，符合迪米特法则，不需要暴露的属性或方法尽量不要设置为protected类型。实现类若非必要，尽量不要扩大父类中的访问权限。
模板方法模式的应用
模板方法模式的优点
● 封装不变部分，扩展可变部分
把认为是不变部分的算法封装到父类实现，而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。在悍马模型例子中，是不是就非常容易扩展？例如增加一个H3型号的悍马模型，很容易
呀，增加一个子类，实现父类的基本方法就可以了。
● 提取公共部分代码，便于维护
我们例子中刚刚走过的弯路就是最好的证明，如果我们不抽取到父类中，任由这种散乱的代码发生，想想后果是什么样子？维护人员为了修正一个缺陷，需要到处查找类似的代码！
● 行为由父类控制，子类实现
基本方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能，符合开闭原则。
模板方法模式的缺点
按照我们的设计习惯，抽象类负责声明最抽象、最一般的事物属性和方法，实现类完成具体的事物属性和方法。但是模板方法模式却颠倒了，抽象类定义了部分抽象方法，由子类实现，子类执行的结果影响了父类的结果，也就是子类对父类产生了影响，这在复杂的项目中，会带来代码阅读的难度，而且也会让新手产生不适感。
模板方法模式的使用场景
● 多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时。
● 重要、复杂的算法，可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则由各个
子类实现。
● 重构时，模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通
过钩子函数（见“模板方法模式的扩展”）约束其行为。
15、观察者模式（Observer）
包括这个模式在内的接下来的四个模式，都是类和类之间的关系，不涉及到继承，学的时候应该 记得归纳，记得本文最开始的那个图。观察者模式很好理解，类似于邮件订阅和RSS订阅，当我们浏览一些博客或wiki时，经常会看到RSS图标，就这的意思是，当你订阅了该文章，如果后续有更新，会及时通知你。其实，简单来讲就一句话：当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！对象之间是一种一对多的关系。先来看看关系图：
我解释下这些类的作用：MySubject类就是我们的主对象，Observer1和Observer2是依赖于MySubject的对象，当MySubject变化时，Observer1和Observer2必然变化。AbstractSubject类中定义着需要监控的对象列表，可以对其进行修改：增加或删除被监控对象，且当MySubject变化时，负责通知在列表内存在的对象。我们看实现代码：
一个Observer接口：
两个实现类：
public class Observer1 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer1 has received!");
}
} public class Observer2 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer2 has received!");
}
}
Subject接口及实现类：
public interface Subject {
/*增加观察者*/
public void add(Observer observer);
/*删除观察者*/
public void del(Observer observer);
/*通知所有的观察者*/
public void notifyObservers();
/*自身的操作*/
public void operation();
} public abstract class AbstractSubject implements Subject {
private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();
@Override
public void add(Observer observer) {
vector.add(observer);
}
@Override
public void del(Observer observer) {
vector.remove(observer);
}
@Override
public void notifyObservers() {
Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();
while(enumo.hasMoreElements()){
enumo.nextElement().update();
}
}
} public class MySubject extends AbstractSubject {
@Override
public void operation() {
System.out.println("update self!");
notifyObservers();
}
} 测试类：
public class ObserverTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new MySubject();
sub.add(new Observer1());
sub.add(new Observer2());
sub.operation();
}
}
输出：
update self!
observer1 has received!
observer2 has received!
这些东西，其实不难，只是有些抽象，不太容易整体理解，建议读者：根据关系图，新建项目，自己写代码（或者参考我的代码）,按照总体思路走一遍，这样才能体会它的思想，理解起来容易！
16、迭代子模式（Iterator）
顾名思义，迭代器模式就是顺序访问聚集中的对象，一般来说，集合中非常常见，如果对集合类比较熟悉的话，理解本模式会十分轻松。这句话包含两层意思：一是需要遍历的对象，即聚集对象，二是迭代器对象，用于对聚集对象进行遍历访问。我们看下关系图：
这个思路和我们常用的一模一样，MyCollection中定义了集合的一些操作，MyIterator中定义了一系列迭代操作，且持有Collection实例，我们来看看实现代码：
两个接口：
public interface Collection {
public Iterator iterator();
/*取得集合元素*/
public Object get(int i);
/*取得集合大小*/
public int size();
} public interface Iterator {
//前移
public Object previous();
//后移
public Object next();
public boolean hasNext();
//取得第一个元素
public Object first();
}
两个实现：
public class MyCollection implements Collection {
public String string[] = {"A","B","C","D","E"};
@Override
public Iterator iterator() {
return new MyIterator(this);
}
@Override
public Object get(int i) {
return string[i];
}
@Override
public int size() {
return string.length;
}
} public class MyIterator implements Iterator {
private Collection collection;
private int pos = -1;
public MyIterator(Collection collection){
this.collection = collection;
}
@Override
public Object previous() {
if(pos > 0){
pos--;
}
return collection.get(pos);
}
@Override
public Object next() {
if(pos<collection.size()-1){
pos++;
}
return collection.get(pos);
}
@Override
public boolean hasNext() {
if(pos<collection.size()-1){
return true;
}else{
return false;
}
}
@Override
public Object first() {
pos = 0;
return collection.get(pos);
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Collection collection = new MyCollection();
Iterator it = collection.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
}
}
输出：A B C D E
此处我们貌似模拟了一个集合类的过程，感觉是不是很爽？其实JDK中各个类也都是这些基本的东西，加一些设计模式，再加一些优化放到一起的，只要我们把这些东西学会了，掌握好了，我们也可以写出自己的集合类，甚至框架！
17、责任链模式（Chain of Responsibility）
责任链模式的定义
责任链模式定义如下：
使多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有对象处理它为止。
责任链模式的重点是在“链”上，由一条链去处理相似的请求在链中决定谁来处理这个请求，并返回相应的结果，
其通用类图如图16-4所示。
责任链模式通用类图
责任链模式的核心在“链”上，“链”是由多个处理者ConcreteHandler组成的，我们先来看
抽象Handler类。
抽象处理者
public abstract class Handler {
private Handler nextHandler;
//每个处理者都必须对请求做出处理
public final Response handleMessage(Request request) {
Response response = null;
//判断是否是自己的处理级别
if (this.getHandlerLevel().equals(request.getRequestLevel())) {
response = this.echo(request);
} else {
//不属于自己的处理级别
//判断是否有下一个处理者
if (this.nextHandler != null) {
response = this.nextHandler.handleMessage(request);
} else {
//没有适当的处理者，业务自行处理
}
}
return response;
}
//设置下一个处理者是谁
public void setNext(Handler _handler) {
this.nextHandler = _handler;
}
//每个处理者都有一个处理级别
protected abstract Level getHandlerLevel();
//每个处理者都必须实现处理任务
protected abstract Response echo(Request request);
}
抽象的处理者实现三个职责：
一是定义一个请求的处理方法handleMessage，唯一对外开放的方法；
二是定义一个链的编排方法setNext，设置下一个处理者；
三是定义了具体的请求者必须实现的两个方法：定义自己能够处理的级别getHandlerLevel和具体的处理任务echo。
注意 在责任链模式中一个请求发送到链中后，前一节点消费部分消息，然后交由后续节点继续处理，最终可以有处理结果也可以没有处理结果。
我们定义三个具体的处理者，以便可以组成一个链。
具体处理者
public class ConcreteHandler1 extends Handler {
//定义自己的处理逻辑
protected Response echo(Request request) {
//完成处理逻辑
return null;
}
//设置自己的处理级别
protected Level getHandlerLevel() {
//设置自己的处理级别
return null;
}
}
public class ConcreteHandler2 extends Handler {
//定义自己的处理逻辑
protected Response echo(Request request) {
//完成处理逻辑
return null;
}
//设置自己的处理级别
protected Level getHandlerLevel() {
//设置自己的处理级别
return null;
}
}
public class ConcreteHandler3 extends Handler {
//定义自己的处理逻辑
protected Response echo(Request request) {
//完成处理逻辑
return null;
}
//设置自己的处理级别
protected Level getHandlerLevel() {
//设置自己的处理级别
return null;
}
}
在处理者中涉及三个类：
Level类负责定义请求和处理级别，
Request类负责封装请求，
Response负责封装链中返回的结果，
该三个类都需要根据业务产生，读者可以在实际应用中完成相关的业务填充，其框架代码。
模式中有关框架代码
public class Level {
//定义一个请求和处理等级
}
public class Request {
//请求的等级
public Level getRequestLevel() {
return null;
}
}
public class Response {
//处理者返回的数据
}
在场景类或高层模块中对链进行组装，并传递请求，返回结果.
场景类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//声明所有的处理节点
Handler handler1 = new ConcreteHandler1();
Handler handler2 = new ConcreteHandler2();
Handler handler3 = new ConcreteHandler3();
//设置链中的阶段顺序1-->2-->3
handler1.setNext(handler2);
handler2.setNext(handler3);
//提交请求，返回结果
Response response = handler1.handlerMessage(new Request());
}
}
在实际应用中，一般会有一个封装类对责任模式进行封装，也就是替代Client类，直接返回链中的第一个处理者，具体链的设置不需要高层次模块关系，这样，更简化了高层次模块的调用，减少模块间的耦合，提高系统的灵活性。
责任链模式的应用
责任链模式的优点
责任链模式非常显著的优点是将请求和处理分开。请求者可以不用知道是谁处理的，处理者可以不用知道请求的全貌（例如在J2EE项目开发中，可以剥离出无状态Bean由责任链处理），两者解耦，提高系统的灵活性。
责任链模式的缺点
责任链有两个非常显著的缺点：
一是性能问题，每个请求都是从链头遍历到链尾，特别是在链比较长的时候，性能是一个非常大的问题。
二是调试不很方便，特别是链条比较长，环节比较多的时候，由于采用了类似递归的方式，调试的时候逻辑可能比较复杂。
责任链模式的注意事项
链中节点数量需要控制，避免出现超长链的情况，一般的做法是在Handler中设置一个最大节点数量，在setNext方法中判断是否已经是超过其阈值，超过则不允许该链建立，避免无意识地破坏系统性能。
18、命令模式（Command）
命令模式很好理解，举个例子，司令员下令让士兵去干件事情，从整个事情的角度来考虑，司令员的作用是，发出口令，口令经过传递，传到了士兵耳朵里，士兵去执行。这个过程好在，三者相互解耦，任何一方都不用去依赖其他人，只需要做好自己的事儿就行，司令员要的是结果，不会去关注到底士兵是怎么实现的。我们看看关系图：
Invoker是调用者（司令员），Receiver是被调用者（士兵），MyCommand是命令，实现了Command接口，持有接收对象，看实现代码：
public interface Command {
public void exe();
} public class MyCommand implements Command {
private Receiver receiver;
public MyCommand(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void exe() {
receiver.action();
}
} public class Receiver {
public void action(){
System.out.println("command received!");
}
} public class Invoker {
private Command command;
public Invoker(Command command) {
this.command = command;
}
public void action(){
command.exe();
}
} public class Test {
public static void main(String[] args) {
Receiver receiver = new Receiver();
Command cmd = new MyCommand(receiver);
Invoker invoker = new Invoker(cmd);
invoker.action();
}
}
输出：command received!
这个很哈理解，命令模式的目的就是达到命令的发出者和执行者之间解耦，实现请求和执行分开，熟悉Struts的同学应该知道，Struts其实就是一种将请求和呈现分离的技术，其中必然涉及命令模式的思想！
其实每个设计模式都是很重要的一种思想，看上去很熟，其实是因为我们在学到的东西中都有涉及，尽管有时我们并不知道，其实在Java本身的设计之中处处都有体现，像AWT、JDBC、集合类、IO管道或者是Web框架，里面设计模式无处不在。因为我们篇幅有限，很难讲每一个设计模式都讲的很详细，不过我会尽我所能，尽量在有限的空间和篇幅内，把意思写清楚了，更好让大家明白。本章不出意外的话，应该是设计模式最后一讲了，首先还是上一下上篇开头的那个图：
本章讲讲第三类和第四类。
19、备忘录模式（Memento）
主要目的是保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象，个人觉得叫备份模式更形象些，通俗的讲下：假设有原始类A，A中有各种属性，A可以决定需要备份的属性，备忘录类B是用来存储A的一些内部状态，类C呢，就是一个用来存储备忘录的，且只能存储，不能修改等操作。做个图来分析一下：
Original类是原始类，里面有需要保存的属性value及创建一个备忘录类，用来保存value值。Memento类是备忘录类，Storage类是存储备忘录的类，持有Memento类的实例，该模式很好理解。直接看源码：
public class Original {
private String value;
public String getValue() {
return value;
}
public void setValue(String value) {
this.value = value;
}
public Original(String value) {
this.value = value;
}
public Memento createMemento(){
return new Memento(value);
}
public void restoreMemento(Memento memento){
this.value = memento.getValue();
}
} public class Memento {
private String value;
public Memento(String value) {
this.value = value;
}
public String getValue() {
return value;
}
public void setValue(String value) {
this.value = value;
}
} public class Storage {
private Memento memento;
public Storage(Memento memento) {
this.memento = memento;
}
public Memento getMemento() {
return memento;
}
public void setMemento(Memento memento) {
this.memento = memento;
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建原始类
Original origi = new Original("egg");
// 创建备忘录
Storage storage = new Storage(origi.createMemento());
// 修改原始类的状态
System.out.println("初始化状态为：" + origi.getValue());
origi.setValue("niu");
System.out.println("修改后的状态为：" + origi.getValue());
// 回复原始类的状态
origi.restoreMemento(storage.getMemento());
System.out.println("恢复后的状态为：" + origi.getValue());
}
}
输出：
初始化状态为：egg
修改后的状态为：niu
恢复后的状态为：egg
简单描述下：新建原始类时，value被初始化为egg，后经过修改，将value的值置为niu，最后倒数第二行进行恢复状态，结果成功恢复了。其实我觉得这个模式叫“备份-恢复”模式最形象。
20、状态模式（State）
核心思想就是：当对象的状态改变时，同时改变其行为，很好理解！就拿QQ来说，有几种状态，在线、隐身、忙碌等，每个状态对应不同的操作，而且你的好友也能看到你的状态，所以，状态模式就两点：1、可以通过改变状态来获得不同的行为。2、你的好友能同时看到你的变化。看图：
State类是个状态类，Context类可以实现切换，我们来看看代码：
package com.xtfggef.dp.state;
/**
* 状态类的核心类
* 2012-12-1
* @author erqing
*
*/
public class State {
private String value;
public String getValue() {
return value;
}
public void setValue(String value) {
this.value = value;
}
public void method1(){
System.out.println("execute the first opt!");
}
public void method2(){
System.out.println("execute the second opt!");
}
} package com.xtfggef.dp.state;
/**
* 状态模式的切换类 2012-12-1
* @author erqing
*
*/
public class Context {
private State state;
public Context(State state) {
this.state = state;
}
public State getState() {
return state;
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
public void method() {
if (state.getValue().equals("state1")) {
state.method1();
} else if (state.getValue().equals("state2")) {
state.method2();
}
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
State state = new State();
Context context = new Context(state);
//设置第一种状态
state.setValue("state1");
context.method();
//设置第二种状态
state.setValue("state2");
context.method();
}
} 输出：
execute the first opt!
execute the second opt!
根据这个特性，状态模式在日常开发中用的挺多的，尤其是做网站的时候，我们有时希望根据对象的某一属性，区别开他们的一些功能，比如说简单的权限控制等。
21、访问者模式（Visitor）
访问者模式把数据结构和作用于结构上的操作解耦合，使得操作集合可相对自由地演化。访问者模式适用于数据结构相对稳定算法又易变化的系统。因为访问者模式使得算法操作增加变得容易。若系统数据结构对象易于变化，经常有新的数据对象增加进来，则不适合使用访问者模式。访问者模式的优点是增加操作很容易，因为增加操作意味着增加新的访问者。访问者模式将有关行为集中到一个访问者对象中，其改变不影响系统数据结构。其缺点就是增加新的数据结构很困难。—— From 百科
简单来说，访问者模式就是一种分离对象数据结构与行为的方法，通过这种分离，可达到为一个被访问者动态添加新的操作而无需做其它的修改的效果。简单关系图：
来看看原码：一个Visitor类，存放要访问的对象，
public interface Visitor {
public void visit(Subject sub);
} public class MyVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(Subject sub) {
System.out.println("visit the subject："+sub.getSubject());
}
}
Subject类，accept方法，接受将要访问它的对象，getSubject()获取将要被访问的属性，
public interface Subject {
public void accept(Visitor visitor);
public String getSubject();
}
public class MySubject implements Subject {
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
@Override
public String getSubject() {
return "love";
}
}
测试：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Visitor visitor = new MyVisitor();
Subject sub = new MySubject();
sub.accept(visitor);
}
} 输出：visit the subject：love
该模式适用场景：如果我们想为一个现有的类增加新功能，不得不考虑几个事情：1、新功能会不会与现有功能出现兼容性问题？2、以后会不会再需要添加？3、如果类不允许修改代码怎么办？面对这些问题，最好的解决方法就是使用访问者模式，访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统，把数据结构和算法解耦。
22、中介者模式（Mediator）
中介者模式也是用来降低类类之间的耦合的，因为如果类类之间有依赖关系的话，不利于功能的拓展和维护，因为只要修改一个对象，其它关联的对象都得进行修改。如果使用中介者模式，只需关心和Mediator类的关系，具体类类之间的关系及调度交给Mediator就行，这有点像spring容器的作用。先看看图：
User类统一接口，User1和User2分别是不同的对象，二者之间有关联，如果不采用中介者模式，则需要二者相互持有引用，这样二者的耦合度很高，为了解耦，引入了Mediator类，提供统一接口，MyMediator为其实现类，里面持有User1和User2的实例，用来实现对User1和User2的控制。这样User1和User2两个对象相互独立，他们只需要保持好和Mediator之间的关系就行，剩下的全由MyMediator类来维护！基本实现：
public interface Mediator {
public void createMediator();
public void workAll();
} public class MyMediator implements Mediator {
private User user1;
private User user2;
public User getUser1() {
return user1;
}
public User getUser2() {
return user2;
}
@Override
public void createMediator() {
user1 = new User1(this);
user2 = new User2(this);
}
@Override
public void workAll() {
user1.work();
user2.work();
}
}
public abstract class User {
private Mediator mediator;
public Mediator getMediator(){
return mediator;
}
public User(Mediator mediator) {
this.mediator = mediator;
}
public abstract void work();
} public class User1 extends User {
public User1(Mediator mediator){
super(mediator);
}
@Override
public void work() {
System.out.println("user1 exe!");
}
}
public class User2 extends User {
public User2(Mediator mediator){
super(mediator);
}
@Override
public void work() {
System.out.println("user2 exe!");
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Mediator mediator = new MyMediator();
mediator.createMediator();
mediator.workAll();
}
} 输出：
user1 exe!
user2 exe!
23、解释器模式（Interpreter）
解释器模式是我们暂时的最后一讲，一般主要应用在OOP开发中的编译器的开发中，所以适用面比较窄。
Context类是一个上下文环境类，Plus和Minus分别是用来计算的实现，代码如下：
public interface Expression {
public int interpret(Context context);
} public class Plus implements Expression {
@Override
public int interpret(Context context) {
return context.getNum1()+context.getNum2();
}
} public class Minus implements Expression {
@Override
public int interpret(Context context) {
return context.getNum1()-context.getNum2();
}
} public class Context {
private int num1;
private int num2;
public Context(int num1, int num2) {
this.num1 = num1;
this.num2 = num2;
}
public int getNum1() {
return num1;
}
public void setNum1(int num1) {
this.num1 = num1;
}
public int getNum2() {
return num2;
}
public void setNum2(int num2) {
this.num2 = num2;
}
} public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 计算9+2-8的值
int result = new Minus().interpret((new Context(new Plus()
.interpret(new Context(9, 2)), 8)));
System.out.println(result);
}
}
最后输出正确的结果：3。
基本就这样，解释器模式用来做各种各样的解释器，如正则表达式等的解释器等等！
设计模式基本就这么大概讲完了，总体感觉有点简略，的确，这么点儿篇幅，不足以对整个23种设计模式做全面的阐述，此处读者可将它作为一个理论基础去学习，通过这四篇博文，先基本有个概念，虽然我讲的有些简单，但基本都能说明问题及他们的特点，如果对哪一个感兴趣，可以继续深入研究！同时我也会不断更新，尽量补全遗
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