开源项目中的设计模式



一个软件工程类的项目，一般包含两部分：

1. 难点的技术攻关：需要用基础理论来建立模型，通过原型来验证模型的可行性。这个难度比较大，一旦搞定，所有人都可以快速使用这个模型解决类似问题；

2. 使用模型进行大规模的生产实践：这是一个工程化的问题，需要通过合理的设计来组织大规模人力、劳力资源。这是一件复杂的事情，且会不断变化的。



这个复杂的事情，我们可通过一些大牛总结的经验来不断减小这个复杂度，这个经验其实就是下面介绍的设计模式

设计模式简介

设计模式是一种可重复使用的解决方案，每一种模式都描述了一种问题的通用解决方案。



一个设计模式包含四个部分：

1. 模式名字：用少量的字表达这种设计；

2. 待解决问题：什么场景下使用这个模式（何时何处）；

3. 解决方案：设计的元素、关系，是抽象的，不是具体实现；

4. 结论：方案的利和弊，对系统的弹性、扩展性、可移植性的影响；



按功能分类：

1. 创建模式(Creational Patterns)：对类的实例化过程的抽象

2. 结构模式(Structural Patterns)：将类或对象结合在一起形成更大的结构

3. 行为模式(Behavioral Patterns)：对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化



按方式分类：

1. 类模式：以继承的方式实现模式，静态的

2. 对象模式：以组合的方式实现模式，动态的

主要的设计模式介绍

1 . 工厂模式

通过 Factory类 + 反射 + 配置文件 来实现

优点：满足开闭原则OCP

缺点：缺少编译时类型安全，只能通过默认构造函数创建

2. 单例模式

保证产生单一实例，一个类只产生一个实例。满足：

i) 性能需求： 可以减少实例频繁创建和销毁带来的资源消耗；

ii) 功能需求：多个用户使用是，便于进行统一控制(独占资源访问控制， 数据全局唯一)

特点：

i) 一定有私有的构造函数，只能通过getInstance() 方法获取

ii) 尽量将单例设计为无状态对象，只提供服务，保存状态

3. 适配器模式

场景：系统需要使用现有的类，而这个类的接口与我们所需的不同，需进行适配

应用：JDBC Driver, JDBC-ODBC Bridge

JUnit项目中的设计模式

1. 模板方法模式

是一种“类的行为模式”， 通过“继承”方法来实现，基类负责算法的轮廓和骨架，子类负责算法的具体实现。



2. 策略模式

是一种“对象的行为模式”， 通过“组合”的方法来实现扩展。

使用场景：

i) 系统需要在多种算法中选择一种

ii) 重构时，条件语句转换成策略的多态性调用



优点：

i) 将使用策略的人与策略的具体实现分离

ii) 策略对象可以自由组合

缺点：

方便添加和替换算法，但并不关心何时使用何种算法，有客户端来决定

3. 组合模式

是一种“对象的结构模式”，可用于需构造一种树形结构。比如：界面窗口，文件系统

TestSuite的实现中使用该模式

4. 装饰器模式

是一种“对象的结构模式”，在不改变对客户端的接口的前提下，扩展现有对象的功能。

也称为“包装器” Wrapper, 包装器可形成一条链。



对比：

i) 适配器：都是包装器，但转换成另外一个接口

ii) 装饰器：都是包装器，但保持接口不变



应用：

i) JUnit中RepeatedTest, TestSetup的实现中使用该模式

ii) Java Servlet中 HttpServletRequest/HttpServletRequestWrapper

iii) 同步化装饰器 Collections.synchronizedList(list)

iv) Java I/O类库： InputStream/OutputStream

Spring中设计模式

1. 依赖注入DI与控制反转Ioc

通过Ioc容器来管理Bean和依赖， 实现控制权的反转。



2. 单例模式

通过Factory创建实例，并缓存到HashMap中，后面可重Map中获取对象。

3. MVC模式

Spring MVC的简单流程：

i) 通过DisaptchServlet接管所有的Web请求

ii) HandlerMapping: request url 获取Handler(其实就是Controller)， 在组装Interceptor, 返回 HandlerExecutionChain

iii) HandlerAdapter: 通过适配器模式调用 Handler中实现， 发挥ModelAndView

iv) 通过ViewResolver将 ModelAndView解析成View

v) 渲染View