设计模式

创建型

工厂方法模式

定义：定义一个创建对象的接口，但让实现这个接口的类来决定实例化哪个类，工厂方法让类的实例化推迟到子类中进行

使用场景：

• 创建对象需要大量重复的代码

• 客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节

• 一个类通过其子类来指定创建哪个对象

• 当明确地计划不同条件下创建不同实例时

优点：

• 用户只需关心所需产品对应的工厂，无须关心创建细节

• 加入新产品符合开闭原则，提高可扩展性

缺点：

• 类的个数容易过多，增加复杂度

• 增加了系统的抽象性和理解难度

注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。

源码用处：

• collection 类的 iterator

抽象工厂模式

定义：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类，工厂的工厂

使用场景：

• 系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品

• 客户端（应用层）不依赖于产品类实例如何被创建、实现等细节

• 提供一个产品类的库，所有的产品以同样的接口出现，从而使客户端不依赖于具体实现

优点：

• 当一个产品族中的多个对象被设计成一起工作时，它能保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象

• 具体产品在应用层代码隔离，无须关心细节

• 将一个系列的产品族统一到一起创建

缺点：

• 产品族扩展非常困难，要增加一个系列的某一产品，既要在抽象的 Creator 里加代码，又要在具体的里面加代码

• 增加了系统的抽象性和理解难度

注意事项：产品族难扩展，产品等级易扩展。

源码用处：

• jdk：java.sql.connection、java.sql.statement

• mybatis:SqlSessionFactory

建造者模式

定义：将一个复杂的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，用户只需指定需要建造的类型就可以得到它们，建造过程及细节不需要知道

使用场景：

• 如果一个对象有非常复杂的内部结构（很多属性），想把复杂对象的创建和使用分离。一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候。

优点：

• 易扩展，建造者独立，一定程度的解耦

• 封装性好，创建与使用相分离

• 便于控制细节风险

缺点：

• 产品必须有共同点，范围有限制

• 如内部过于复杂，会有很多的建造类

• 产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大

注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序

源码用处：

• StringBuilder

• mybatis里面的SqlSessionFactoryBuilder

单例模式

定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局的访问点

使用场景：

• 想确保任何情况下都绝对只有一个实例

• 当你想控制实例数目，节省系统资源的时候

优点：

• 在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。

• 避免对资源的多重占用（比如写文件操作）

• 设置全局访问点，严格控制访问

缺点：

• 没有接口，不能继承

• 与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化

注意事项：私有构造器，线程安全，延迟加载，序列化和反序列化安全(需要在单例类里，添加readResolve()方法如：

private Object readResolve(){    return hungrySingleton;}

)，反射Q（解决办法：在私有构造器里面，添加判断，抛出异常，如：

private LazySingleton(){    if(lazySingleton != null){        throw new RuntimeException("单例模式禁止反射调用");   }}

源码用处：

• jdk1.8 的 Runtime类（饿汉式）：private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

• jdk1.8 的 Desktop（容器式）

• spring 中的 bean 的作用域 singleton

原型模式

定义：指定原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象，不需要知道任何创建的细节，不调用构造函数

使用场景：

• 类初始化消耗较多的资源

• new产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据备份、访问权限等）

• 构造函数比较复杂

• 循环体中产生大量的对象时

优点：

• 原型模式性能比直接new一个对象性能高

• 简化创建过程

缺点：

• 必须配备克隆方法

• 对克隆复杂对象或对克隆出的对象进行复杂改造时，容易引入风险

• 深拷贝、浅拷贝要运用得当

注意事项：

• 深克隆，浅克隆

• 在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。