Java中的設計模式應用案例

Java中的設計模式應用案例YOURLOGO作者：目錄01單擊添加目錄項標題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)標題PART01創(chuàng)建型模式PART02單例模式概念：確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點實現(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：減少內(nèi)存占用、提高性能、避免資源浪費工廠模式應用場景：需要創(chuàng)建多個相似對象時概念：定義一個創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實例化哪個類優(yōu)點：解耦，提高代碼復用性，降低維護成本實現(xiàn)方式：定義一個工廠類，包含創(chuàng)建對象的方法，根據(jù)傳入的參數(shù)決定創(chuàng)建哪個類的對象建造者模式添加標題定義：將一個復雜對象的構(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）。添加標題應用場景：當一個對象有復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要構(gòu)建時，可以使用建造者模式。添加標題優(yōu)點：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。原型模式實現(xiàn)方式：在Java中，可以通過實現(xiàn)Cloneable接口并重寫clone()方法來實現(xiàn)原型模式。定義：原型模式是一種創(chuàng)建型模式，通過復制已有對象來創(chuàng)建新的對象。應用場景：當需要創(chuàng)建多個相同或相似的對象時，可以使用原型模式。優(yōu)點：原型模式可以減少創(chuàng)建對象的時間和空間復雜度，提高性能。結(jié)構(gòu)型模式PART03適配器模式優(yōu)點：提高了代碼的可重用性和靈活性定義：將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個接口，使原本不兼容的接口可以協(xié)同工作應用場景：當需要整合兩個不兼容的接口時實現(xiàn)方式：通過創(chuàng)建一個適配器類，實現(xiàn)目標接口，并在內(nèi)部調(diào)用原始類的方法裝飾器模式概念：動態(tài)地為一個對象添加新的功能應用場景：需要為類或?qū)ο髣討B(tài)地添加功能，而不改變其結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式：通過定義一個裝飾器類，該類包含一個被裝飾對象的引用，并重寫被裝飾對象的方法優(yōu)點：可以靈活地添加和刪除功能，提高代碼的可維護性和可擴展性代理模式定義：代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設計模式，用于控制對象的訪問。應用場景：當需要為對象提供額外的控制或功能時，可以使用代理模式。實現(xiàn)方式：代理模式通常通過創(chuàng)建一個代理類來包裝實際對象，從而實現(xiàn)對實際對象的控制和訪問。優(yōu)點：代理模式可以降低耦合度，提高代碼的可維護性和可擴展性。外觀模式添加標題添加標題添加標題添加標題應用場景：當子系統(tǒng)比較復雜，需要提供一個簡單的接口供外部系統(tǒng)調(diào)用時外觀模式定義：提供一個統(tǒng)一的接口，用于訪問子系統(tǒng)中的一組接口優(yōu)點：降低子系統(tǒng)的復雜度，提高系統(tǒng)的可維護性和可擴展性實現(xiàn)方式：定義一個外觀類，該類包含子系統(tǒng)的所有接口，并提供一個統(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，把它們一個個封裝起來，并且使它們可以互相替換。應用場景：當需要在運行時動態(tài)選擇算法時，可以使用策略模式。優(yōu)點：使得算法可以獨立于使用它們的客戶端，易于維護和擴展。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系，以便當一個對象狀態(tài)發(fā)生變化時，所有依賴它的對象都能得到通知并自動更新。添加標題應用場景：當需要實現(xiàn)一個一對多的依賴關系，當一個對象的狀態(tài)發(fā)生變化時，所有依賴它的對象都能得到通知并自動更新時，可以使用觀察者模式。添加標題實現(xiàn)方式：觀察者模式通常包括一個被觀察者（Subject）和一個或多個觀察者（Observer）。被觀察者維護一個觀察者列表，當其狀態(tài)發(fā)生變化時，通知所有觀察者。觀察者接收到通知后，更新自己的狀態(tài)。添加標題優(yōu)點：觀察者模式可以實現(xiàn)松耦合，使得觀察者和被觀察者之間的依賴關系更加靈活。同時，觀察者模式支持廣播通信，使得一個被觀察者可以同時通知多個觀察者。模板方法模式定義：定義一個操作中的算法骨架，將一些步驟延遲到子類中實現(xiàn)優(yōu)點：提高代碼復用性，便于維護和擴展應用場景：在多個子類中具有相同行為，但具體實現(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(){//默認實現(xiàn)``````javapublicabstractclassAbstractClass{publicvoidtemplateMethod(){//調(diào)用基本方法basicMethod();//調(diào)用鉤子方法hookMethod();}protectedabstractvoidbasicMethod();protectedvoidhookMethod(){//默認實現(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。應用場景：當需要訪問一個聚合對象的內(nèi)容而無需暴露其內(nèi)部表示時。優(yōu)點：支持不同的遍歷方式，簡化了容器的接口和實現(xiàn)，提高了代碼的可讀性和可維護性。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。應用場景：適用于需要大量線程完成任務的場景，如Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等。優(yōu)點：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.提高響應速度：任務到達時，可以直接從線程池中獲取線程進行處理，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.提高響應速度：任務到達時，可以直接從線程池中獲取線程進行處理，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。實現(xiàn)方式：a.自定義線程池：通過實現(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。信號量模式添加標題添加標題添加標題添加標題概念：一種用于控制并發(fā)訪問共享資源的模式應用場景：多線程環(huán)境下，控制對共享資源的訪問實現(xiàn)方式：使用信號量（Semaphore）對象，通過acquire()和release()方法控制資源的訪問優(yōu)點：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題添加標題添加標題讀寫鎖模式的概念：一種并發(fā)控制機制，用于解決多線程環(huán)境下的讀寫問題讀寫鎖模式的應用場景：適用于頻繁讀取、偶爾寫入的場景讀寫鎖模式的實現(xiàn)：通過ReentrantReadWriteLock類實