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工作中最常用的 8 种设计模式

  • 2025-03-22
    福建
  • 本文字数:3541 字

    阅读完需:约 12 分钟

前言


设计模式在我们日常的软件开发中无处不在,它们帮助我们编写更易扩展、更具可读性的代码。


今天结合我实际工作场景和源码实例,跟大家一起聊聊工作中最常用的 8 种设计模式,希望对你会有所帮助。


1. 单例模式


单例模式确保一个类只有一个实例,通常用于管理共享资源,如配置、缓存、线程池等。


代码实现:双重检查锁这是单例模式的标准写法,既保证线程安全,又避免性能损耗。


public class Singleton {    private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; }}
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JDK 中的应用:

  • java.lang.Runtime.getRuntime()

  • java.util.logging.Logger


Spring 中的应用:Spring 的 Bean 默认是单例模式。可以通过 @Scope("prototype") 将其改为多例。


2. 工厂模式


工厂模式用于封装对象的创建逻辑,特别是当类实例化过程复杂时,可以降低耦合度。


代码实现:简单工厂以支付系统为例,不同支付方式需要不同的对象。


public class PaymentFactory {    public static Payment createPayment(String type) {        switch (type) {            case "AliPay":                return new AliPay();            case "WeChatPay":                return new WeChatPay();            default:                throw new IllegalArgumentException("Unknown payment type");        }    }}
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JDK 中的应用:

  • java.util.Calendar.getInstance()

  • javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory.newInstance()


Spring 中的应用:

  • BeanFactory 和 ApplicationContext 都是工厂模式的体现。


3. 策略模式


策略模式将不同算法封装为独立类,并允许在运行时选择不同的策略。


代码实现:促销策略以电商促销为例,支持满减、打折等多种策略。


public interface PromotionStrategy {    void applyPromotion();}
public class DiscountStrategy implements PromotionStrategy { @Override public void applyPromotion() { System.out.println("Applying discount..."); }}
public class PromotionContext { private PromotionStrategy strategy;
public PromotionContext(PromotionStrategy strategy) { this.strategy = strategy; }
public void executePromotion() { strategy.applyPromotion(); }}
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JDK 中的应用:

  • java.util.Comparator 是典型的策略模式。


Spring 中的应用:

  • 事务管理(TransactionManager),支持编程式和声明式事务。


4. 代理模式


代理模式通过代理对象控制对目标对象的访问,常用于权限控制、日志记录等场景。


代码实现:静态代理模拟对一个服务的权限控制。


public interface Service {    void execute();}
public class RealService implements Service { @Override public void execute() { System.out.println("Executing real service..."); }}
public class ServiceProxy implements Service { private RealService realService;
@Override public void execute() { System.out.println("Checking permissions..."); if (realService == null) { realService = new RealService(); } realService.execute(); }}
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JDK 中的应用:

  • 动态代理 java.lang.reflect.Proxy

  • RMI(远程方法调用)


Spring 中的应用:

  • AOP(面向切面编程)广泛使用代理模式。


5. 观察者模式


观察者模式定义一对多的依赖,当一个对象状态变化时,所有依赖它的对象都会收到通知。


代码实现:事件通知模拟微博用户的粉丝通知。


public interface Observer {    void update(String message);}
public class User implements Observer { private String name;
public User(String name) { this.name = name; }
@Override public void update(String message) { System.out.println(name + " received message: " + message); }}
public class Weibo { private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void follow(Observer observer) { observers.add(observer); }
public void post(String message) { for (Observer observer : observers) { observer.update(message); } }}
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JDK 中的应用:

  • java.util.Observer 和 java.util.Observable

  • javax.swing.event.ChangeListener


Spring 中的应用:

  • ApplicationEvent 和 ApplicationListener 是典型实现。


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6. 装饰器模式


装饰器模式在不改变原始类的基础上,动态扩展其功能。


代码实现:咖啡加料模拟一个咖啡订单系统,可以动态加料。


public interface Coffee {    String getDescription();    double getCost();}
public class SimpleCoffee implements Coffee { @Override public String getDescription() { return "Simple Coffee"; }
@Override public double getCost() { return 5.0; }}
public class MilkDecorator implements Coffee { private Coffee coffee;
public MilkDecorator(Coffee coffee) { this.coffee = coffee; }
@Override public String getDescription() { return coffee.getDescription() + ", Milk"; }
@Override public double getCost() { return coffee.getCost() + 1.5; }}
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JDK 中的应用:

  • java.io.BufferedInputStream 和 java.io.BufferedOutputStream


Spring 中的应用:

  • BeanPostProcessor 用于动态修改 Bean 的行为。


7. 模板方法模式


模板方法模式定义一个算法的骨架,把具体的实现留给子类。


代码实现:任务执行模板模拟定时任务的执行流程。


public abstract class Task {    public final void execute() {        init();        doWork();        cleanup();    }
protected abstract void init(); protected abstract void doWork(); protected void cleanup() { System.out.println("Default cleanup..."); }}
public class DataProcessingTask extends Task { @Override protected void init() { System.out.println("Initializing data..."); }
@Override protected void doWork() { System.out.println("Processing data..."); }}
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JDK 中的应用:

  • java.util.AbstractList 和 java.util.AbstractMap


Spring 中的应用:

  • JdbcTemplate 和 RestTemplate


8. 建造者模式


建造者模式用于创建复杂对象,特别是当对象有多个可选参数时。


代码实现:构建 HTTP 请求


public class HttpRequest {    private String method;    private String url;    private String body;
private HttpRequest(Builder builder) { this.method = builder.method; this.url = builder.url; this.body = builder.body; }
public static class Builder { private String method; private String url; private String body;
public Builder method(String method) { this.method = method; return this; }
public Builder url(String url) { this.url = url; return this; }
public Builder body(String body) { this.body = body; return this; }
public HttpRequest build() { return new HttpRequest(this); } }}
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JDK 中的应用:

  • StringBuilder

  • Stream.Builder


Spring 中的应用:

  • UriComponentsBuilder 用于构建 URI。


总结


这些设计模式不仅在日常开发中有着广泛应用,更在 JDK 和 Spring 中深度体现。


了解它们的本质和应用场景,能够让我们写出更优雅、更健壮的代码。


下次再遇到类似问题时,希望你能得心应手地选择合适的模式!


文章转载自:苏三说技术

原文链接:https://www.cnblogs.com/12lisu/p/18599057

体验地址:http://www.jnpfsoft.com/?from=001YH

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