设计模式相关学习

设计模式的概念：通用的代码设计方案，或者说解决常见问题的可复用方案，通过经验积累和验证总结而出。目的是提高代码的可维护性、扩展性、复用性，同时因为设计模式被广泛认知，本质上也起到减少沟通成本的作用。

---

设计模式的分类：

一共有23种设计模式，分为三大类：

创建型：

1）单例模式

概念：确保一个类在整个程序运行过程中只有一个实例，提供全局访问点以访问实例。

设计目标：控制对象实例化，节省资源和保证行为一致性。

实现方式：需要一个静态成员变量，和一个静态方法

饿汉式单例模式：类加载时创建单例对象。

懒汉式单例模式：延迟加载，第一次使用时创建单例对象，需要考虑线程安全问题。

双重检查锁懒汉式：

延迟加载，第一次使用时创建单例对象，使用双重检查锁确保线程安全。 

//双重检查锁
public class SingletonLazy2 {
    private SingletonLazy2(){};

    //使用volatile修饰，禁止重排序
    private static volatile SingletonLazy2 singletonLazy;

    public static SingletonLazy2 getInstance() {
        //仅在第一次使用时采用同步处理，提高后续获取实例的速度
        if(singletonLazy == null){
            synchronized (SingletonLazy2.class){
                //抢到锁之后再次判断
                if(singletonLazy == null){
                    singletonLazy = new SingletonLazy2();
                }
            }
        }
        return singletonLazy;
    }
}

枚举单例模式：在枚举类中创建单例对象，防止反射和序列化攻击。

非常优雅简洁的写法，INSTANCE是唯一实例。

public enum SingletonEnum {
    INSTANCE;
    SingletonEnum(){};
    public void method(){};
}

应用场景：数据库连接池、线程池。

2）工厂模式

简单工厂模式：创建某一“大类”下不同类的实例。

产品A和产品B拥有共同的父类——产品，工厂就是负责创建产品A、产品B，根据传入参数的不同，可以创建不同产品的实例。

优点：只需关心怎么使用，创建交于工厂。

缺点：新增产品需要修改工厂类，不够灵活且违背开闭原则。

工厂模式：定义一个创建对象的接口（生成子工厂的接口），让子类决定实例化哪个类（子工厂决定生产哪个产品），相比简单工厂，工厂模式使得一个类的实例化延迟到其子类（简单说就是不再是一个大工厂生产所有产品，而是由大工厂底下的小工厂决定自己所生产的产品）。

引入一个非常真实的例子，出处：b站五分钟学设计模式.03.工厂模式_哔哩哔哩_bilibili

优点：扩展性好，新增产品时只需增加新的工厂子类，符合开闭原则。

缺点：仅关注单一的产品类。

抽象工厂模式：打破了工厂和产品一对一的关系，扩展了具体工厂的功能，使其可以生产多个产品大类。简单说，工厂模式创建的是一类对象，提供一个抽象方法；抽象工厂模式创建的是一组对象，提供一个接口。

---

结构型：

1）代理模式

概念：创建代理对象来控制对原始对象的访问。

设计目标：保护原始类，实现访问控制、缓存、日志记录。

静态代理：编译期已经确定，即需要提前手写代理类。

动态代理：运行时动态生成代理类。

JDK动态代理：基于接口实现，只能代理实现接口的类。

CGLIB动态代理：JDK动态代理的补充方案，代理类继承原始类实现，无需接口。

应用场景：AOP。

---

行为型：

1）观察者模式（本质就是“发布-订阅”模式）

概念：定义对象间的一种一对多依赖关系（主题对象——观察者），使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象就会得到通知而自动更新。

应用场景：Spring的监听器，消息队列的交换机。

2）责任链模式

概念：把多个处理器串成链，将请求放在链上传递。

优缺点：实现了请求和处理的解耦，请求者不需要关心处理的细节，处理者也不需要关心请求的全貌。缺点是降低系统性能，调试复杂（递归方式，很可能不知道谁在处理请求）。

应用场景：Spring MVC的拦截器。

3）适配器模式

概念：将一个类的接口变成客户端所期待的另一种接口（像一个“转接头”）。

关联使用：把被适配的对象放到适配器里，直接调用。

继承：通过继承为子类调用相关接口。

应用场景：slf4j统一不同日志框架接口。