Java中JDK設計模式

阿新 • • 發佈：2021-11-04

1 JDK設計模式
- 1.1 問題引入
- 1.2 jdk中設計模式
2 Java的IOC設計模式
- 1.1 什麼是IOC

1 JDK設計模式

1.1 問題引入

本文主要是歸納了JDK中所包含的設計模式，包括作用和其設計類圖。
首先來個總結，具體的某個模式可以一個一個慢慢寫，希望能對研究JDK和設計模式有所幫助。

設計模式是什麼：

反覆出現問題的解決方案
增強軟體的靈活性
適應軟體不斷變化

類間關係：繼承、委託、依賴、聚合、組合

介紹方式：

作用：歸納某設計模式的基本要點
JDK中體現：某設計模式在JDK中是怎樣體現出來的
類圖：某設計模式在JDK中所對應的類圖

1.2 jdk中設計模式

1.2.1 Singleton（單例）

作用：保證類只有一個例項；提供一個全域性訪問點
JDK中體現：
（1）Runtime
（2）NumberFormat
類圖：

1.2.2 Factory（靜態工廠）

作用：
（1）代替建構函式建立物件
（2）方法名比建構函式清晰
JDK中體現：
（1）Integer.valueOf
（2）Class.forName
類圖：

1.2.3 Factory Method（工廠方法）

作用：子類決定哪一個類例項化
JDK中體現：Collection.iterator方法
類圖：

1.2.4 bstract Factory（抽象工廠）

作用：建立某一種類的物件
JDK中體現：
（1）java.sql包
（2）UIManager（swing外觀）
類圖：

1.2.5 Builder（構造者）

作用：
（1）將構造邏輯提到單獨的類中
（2）分離類的構造邏輯和表現
JDK中體現：DocumentBuilder(org.w3c.dom)
類圖：

1.2.6 Prototype（原型）

作用：
（1）複製物件
（2）淺複製、深複製
JDK中體現：Object.clone；Cloneable
類圖：

1.2.7 Adapter（介面卡）

作用：使不相容的介面相容
JDK中體現：
（1）java.io.InputStreamReader(InputStream)
（2）java.io.OutputStreamWriter(OutputStream)
類圖：

1.2.8 Bridge（橋接）

作用：將抽象部分與其實現部分分離，使它們都可以獨立地變化
JDK中體現：java.util.logging中的Handler和Formatter
類圖：

1.2.9 Composite（組合）

作用：一致地對待組合物件和獨立物件
JDK中體現：
（1）org.w3c.dom
（2）javax.swing.JComponent#add(Component)
類圖：

1.2.10 Decorator（裝飾器）

作用：為類新增新的功能；防止類繼承帶來的爆炸式增長
JDK中體現：
（1）java.io包
（2）java.util.Collections#synchronizedList(List)
類圖：

1.2.11 Façade（外觀）

作用：
（1）封裝一組互動類，一致地對外提供介面
（2）封裝子系統，簡化子系統呼叫
JDK中體現：java.util.logging包
類圖：

1.2.12 Flyweight（享元）

作用：共享物件，節省記憶體
JDK中體現：
（1）Integer.valueOf(int i)；Character.valueOf(char c)
（2）String常量池
類圖：

1.2.13 Proxy（代理）

作用：
（1）透明呼叫被代理物件，無須知道複雜實現細節
（2）增加被代理類的功能
JDK中體現：動態代理；RMI
類圖：

1.2.14 Iterator（迭代器）

作用：將集合的迭代和集合本身分離
JDK中體現：Iterator、Enumeration介面
類圖：

1.2.15 Observer（觀察者）

作用：通知物件狀態改變
JDK中體現：
（1）java.util.Observer,Observable
（2）Swing中的Listener
類圖：

1.2.16 Mediator（協調者）

作用：用於協調多個類的操作
JDK中體現：Swing的ButtonGroup
類圖：

1.2.17 Template method（模板方法）

作用：定義演算法的結構，子類只實現不同的部分
JDK中體現：ThreadPoolExecutor.Worker
類圖：

1.2.18 Strategy（策略）

作用：提供不同的演算法
JDK中的體現：ThreadPoolExecutor中的四種拒絕策略
類圖：

1.2.19 Chain of Responsibility（責任鏈）

作用：請求會被鏈上的物件處理，但是客戶端不知道請求會被哪些物件處理
JDK中體現：
（1）java.util.logging.Logger會將log委託給parent logger
（2）ClassLoader的委託模型
類圖：

1.2.20 Command（命令）

作用：
（1）封裝操作，使介面一致
（2）將呼叫者和接收者在空間和時間上解耦合
JDK中體現：Runnable；Callable；ThreadPoolExecutor
類圖：

1.2.21 State（狀態）

作用：將主物件和其狀態分離，狀態物件負責主物件的狀態轉換，使主物件類功能減輕
JDK中體現：未發現
類圖：

1.2.22 Visitor（訪問者）

作用：異構的類間新增聚合操作；蒐集聚合資料
JDK中的體現：未發現
類圖：

1.2.23 Interpreter（直譯器）

作用：用一組類代表某一規則
JDK中體現：java.util.regex.Pattern
類圖：四則運算

1.2.24 Memento（備忘錄）

作用：保持物件狀態，需要時可恢復
JDK中體現：未發現
類圖：

2 Java的IOC設計模式

1.1 什麼是IOC

IOC就是Inversion of Control，控制反轉。在Java開發中，IOC意味著將你設計好的類交給系統去控制，而不是在類內部控制。這稱為控制反轉。
下面我們以幾個例子來說明什麼是IOC
假設我們要設計一個Girl和一個Boy類，其中Girl有kiss方法，即Girl想要Kiss一個Boy。那麼，我們的問題是，Girl如何能夠認識這個Boy？
在我們中國，常見的ＭＭ與GG的認識方式有以下幾種
１　青梅竹馬；２　親友介紹；３　父母包辦
那麼哪一種才是最好呢？
青梅竹馬：Girl從小就知道自己的Boy。

public class Girl {  
    void kiss(){
       Boy boy = new Boy();
    }
}

然而從開始就建立的Boy缺點就是無法在更換。並且要負責Boy的整個生命週期。如果我們的Girl想要換一個怎麼辦？（筆者嚴重不支援Girl經常更換Boy）
親友介紹：由中間人負責提供Boy來見面

public class Girl {
    void kiss(){
       Boy boy = BoyFactory.createBoy();      
    }
}

親友介紹，固然是好。如果不滿意，儘管另外換一個好了。但是，親友BoyFactory經常是以Singleton的形式出現，不然就是，存在於Globals，無處不在，無處不能。實在是太繁瑣了一點，不夠靈活。
父母包辦：一切交給父母，自己不用費吹灰之力，只需要等著Kiss就好了。

public
class Girl {
    void kiss(Boy boy){
       // kiss boy  
      boy.kiss();
    }
}

Well，這是對Girl最好的方法，只要想辦法賄賂了Girl的父母，並把Boy交給他。那麼我們就可以輕鬆的和Girl來Kiss了
這就是IOC，將物件的建立和獲取提取到外部。由外部容器提供需要的元件。

我們知道好萊塢原則：Do not call us, we will call you. 意思就是，You, girlie, do not call the boy. We will feed you a boy。

我們還應該知道依賴倒轉原則即 Dependence Inversion Princinple，DIP。

Eric Gamma說，要面向抽象程式設計。面向介面程式設計是面向物件的核心。
元件應該分為兩部分，即
Service, 所提供功能的宣告
Implementation, Service的實現
好處是：多實現可以任意切換，防止 “everything depends on everything” 問題．即具體依賴於具體。
所以，我們的Boy應該是實現Kissable介面。這樣一旦Girl不想kiss可惡的Boy的話，還可以kiss可愛的kitten和慈祥的grandmother。