java中几种常用的设计模式

设计模式介绍：

• 创建型：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
• 结构型：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
• 行为型：命令模式command、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、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

常用的几种设计模式介绍

1、单例模式

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。实现单例模式的简单例子：

public class Singleton {    public static void main(String[] args)    {       //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true       System.out.println(s1 == s2);    }    //使用一个变量来缓存曾经创建的实例    private static 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    public static 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();       }       return instance;    }}

2、工厂模式

简单工厂模式的核心思想就是：有一个专门的类来负责创建实例的过程。 具体来说，把产品看着是一系列的类的集合，这些类是由某个抽象类或者接口派生出来的一个对象树。而工厂类用来产生一个合适的对象来满足客户的要求。如果简单工厂模式所涉及到的具体产品之间没有共同的逻辑，那么我们就可以使用接口来扮演抽象产品的角色；如果具体产品之间有功能的逻辑或，我们就必须把这些共同的东西提取出来，放在一个抽象类中，然后让具体产品继承抽象类。为实现更好复用的目的，共同的东西总是应该抽象出来的。

/* * 产品的抽象接口 */public interface Food {    /*     * 获得相应的食物     */    public void get();}

/* * 麦香鸡对抽象产品接口的实现 */public class McChicken implements Food{    /*     * 获取一份麦香鸡     */    public void get(){        System.out.println("我要一份麦香鸡");    }}

public class FoodFactory {     public static Food getFood(String type) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {        if(type.equalsIgnoreCase("mcchicken")) {            return McChicken.class.newInstance();         } else if(type.equalsIgnoreCase("chips")) {            return Chips.class.newInstance();        } else {            System.out.println("哎呀！找不到相应的实例化类啦！");            return null;        }      }}

/* * 测试客户端 */public class SimpleFactoryTest {    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {         //实例化各种食物        Food mcChicken = FoodFactory.getFood("McChicken");        Food chips = FoodFactory.getFood("Chips");        Food eggs = FoodFactory.getFood("Eggs");         //获取食物        if(mcChicken!=null){            mcChicken.get();        }        if(chips!=null){            chips.get();        }        if(eggs!=null){            eggs.get();        }      }}

输出的结果如下：

哎呀！找不到相应的实例化类啦！

我要一份麦香鸡

我要一份薯条

3、代理模式

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对象来采取行动。如：

public class 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     */    public void 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 BigImage();       }       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：

public interface Panther{    //info方法声明    public void info();    //run方法声明    public void run();}

public class GunPanther implements Panther{    //info方法实现，仅仅打印一个字符串    public void info()    {       System.out.println("我是一只猎豹！");    }    //run方法实现，仅仅打印一个字符串    public void run()    {       System.out.println("我奔跑迅速");    }}

public class MyProxyFactory{    //为指定target生成动态代理对象    public static 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.getClass().getInterfaces(), handler);    }}

public class MyInvokationHandler implements InvocationHandler{    //需要被代理的对象    private Object target;    public void 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)       throws Exception    {       TxUtil tx = new TxUtil();       //执行TxUtil对象中的beginTx。       tx.beginTx();       //以target作为主调来执行method方法       Object result = method.invoke(target , args);       //执行TxUtil对象中的endTx。       tx.endTx();       return result;    }}

public class TxUtil{    //第一个拦截器方法:模拟事务开始    public void beginTx()    {       System.out.println("=====模拟开始事务=====");    }    //第二个拦截器方法:模拟事务结束    public void endTx()    {       System.out.println("=====模拟结束事务=====");    }}

测试：

public static void main(String[] args)       throws Exception    {       //创建一个原始的GunDog对象，作为target       Panther target = new GunPanther();       //以指定的target来创建动态代理       Panther panther = (Panther)MyProxyFactory.getProxy(target);       //调用代理对象的info()和run()方法       panther.info();       panther.run();    }

4、观测者模式

观察者模式结构中包括四种角色：

　　一、主题：主题是一个接口，该接口规定了具体主题需要实现的方法，比如添加、删除观察者以及通知观察者更新数据的方法。

　　二、观察者：观察者也是一个接口，该接口规定了具体观察者用来更新数据的方法。

　　三、具体主题：具体主题是一个实现主题接口的类，该类包含了会经常发生变化的数据。而且还有一个集合，该集合存放的是观察者的引用。

　　四：具体观察者：具体观察者是实现了观察者接口的一个类。具体观察者包含有可以存放具体主题引用的主题接口变量，以便具体观察者让具体主题将自己的引用添加到具体主题的集合中，让自己成为它的观察者，或者让这个具体主题将自己从具体主题的集合中删除，使自己不在时它的观察者。

 

观察者模式定义了对象间的一对多依赖关系，让一个或多个观察者对象观察一个主题对象。当主题对象的状态发生变化时，系统能通知所有的依赖于此对象的观察者对象，从而使得观察者对象能够自动更新。

在观察者模式中，被观察的对象常常也被称为目标或主题（Subject），依赖的对象被称为观察者（Observer）。

Observer，观察者接口：

观察者：观察者也是一个接口，该接口规定了具体观察者用来更新数据的方法

public interface Observer {    void update(Observable o, Object arg);}

Observable，目标或主题：

主题：主题是一个接口，该接口规定了具体主题需要实现的方法，比如添加、删除观察者以及通知观察者更新数据的方法

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Iterator; public abstract class Observable {    // 用一个List来保存该对象上所有绑定的事件监听器    List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();     // 定义一个方法，用于从该主题上注册观察者    public void registObserver(Observer o) {       observers.add(o);    }     // 定义一个方法，用于从该主题中删除观察者    public void removeObserver(Observer o) {       observers.add(o);    }     // 通知该主题上注册的所有观察者    public void notifyObservers(Object value) {       // 遍历注册到该被观察者上的所有观察者       for (Iterator it = observers.iterator(); it.hasNext();) {           Observer o = (Observer) it.next();           // 显式每个观察者的update方法           o.update(this, value);       }    }}

Product被观察类：

具体主题：具体主题是一个实现主题接口的类，该类包含了会经常发生变化的数据。而且还有一个集合，该集合存放的是观察者的引用。

public class Product extends Observable {    // 定义两个属性    private String name;    private double price;     // 无参数的构造器    public Product() {    }     public Product(String name, double price) {       this.name = name;       this.price = price;    }     public String getName() {       return name;    }     // 当程序调用name的setter方法来修改Product的name属性时    // 程序自然触发该对象上注册的所有观察者    public void setName(String name) {       this.name = name;       notifyObservers(name);    }     public double getPrice() {       return price;    }     // 当程序调用price的setter方法来修改Product的price属性时    // 程序自然触发该对象上注册的所有观察者    public void setPrice(double price) {       this.price = price;       notifyObservers(price);    }}

具体观察者：具体观察者是实现了观察者接口的一个类。具体观察者包含有可以存放具体主题引用的主题接口变量，以便具体观察者让具体主题将自己的引用添加到具体主题的集合中，让自己成为它的观察者，或者让这个具体主题将自己从具体主题的集合中删除，使自己不在时它的观察者。

 

NameObserver名称观察者：

import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel; public class NameObserver implements Observer {    // 实现观察者必须实现的update方法    public void update(Observable o, Object arg) {       if (arg instanceof String) {           // 产品名称改变值在name中           String name = (String) arg;           // 启动一个JFrame窗口来显示被观察对象的状态改变           JFrame f = new JFrame("观察者");           JLabel l = new JLabel("名称改变为：" + name);           f.add(l);           f.pack();           f.setVisible(true);           System.out.println("名称观察者:" + o + "物品名称已经改变为: " + name);       }    }}

PriceObserver价格观察者：

public class PriceObserver implements Observer {    // 实现观察者必须实现的update方法    public void update(Observable o, Object arg) {       if (arg instanceof Double) {           System.out.println("价格观察者:" + o + "物品价格已经改变为: " + arg);       }    }}

测试：

public class Test {    public static void main(String[] args) {       // 创建一个被观察者对象       Product p = new Product("电视机", 176);       // 创建两个观察者对象       NameObserver no = new NameObserver();       PriceObserver po = new PriceObserver();       // 向被观察对象上注册两个观察者对象       p.registObserver(no);       p.registObserver(po);       // 程序调用setter方法来改变Product的name和price属性       p.setName("书桌");       p.setPrice(345f);    }}

其中Java工具类提供了被观察者抽象基类：java.util.Observable。观察者接口：java.util.Observer。