框架专题：设计模式

1. 什么是设计模式？

设计模式是一套经过验证的解决方案，用于解决软件开发中的常见问题。它不是具体的代码实现，而是一种可复用的思想和原则。设计模式的核心目标是提高代码的复用性、可扩展性和可维护性。

1.1 设计模式的三大特性

可重用性：通过提取通用解决方案，避免重复开发。
可读性：提供统一的术语和架构，方便团队协作。
灵活性：增强代码的适应性，便于应对需求变更。

2. 设计模式的分类

根据《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，设计模式可以分为以下三类：

2.1 创建型模式

创建型模式关注对象的实例化过程，旨在通过灵活的方式创建对象，而非直接实例化。常见的创建型模式包括：

单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
工厂方法模式：定义一个创建对象的接口，由子类决定实例化的类。
抽象工厂模式：提供一个创建相关或依赖对象的接口，而无需指定它们的具体类。

2.2 结构型模式

结构型模式关注类和对象之间的组合，旨在通过灵活的方式构建复杂的结构。常见的结构型模式包括：

适配器模式：将一个类的接口转换成客户端期望的接口。
装饰者模式：动态地为对象增加功能。
代理模式：为另一个对象提供代理以控制访问。

2.3 行为型模式

行为型模式关注对象之间的通信和职责划分。常见的行为型模式包括：

观察者模式：定义对象间的一对多依赖，当一个对象状态改变时通知所有依赖对象。
策略模式：定义一系列算法，并将它们封装起来，使它们可以互相替换。
责任链模式：将请求沿着责任链传递，直到被某个对象处理。

3. 设计模式的实际应用场景

3.1 单例模式

场景：配置文件加载器、数据库连接池、日志记录器等。
示例：

public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

3.2 工厂方法模式

场景：框架中的对象创建需要灵活扩展，例如MyBatis的SQLSession工厂。
示例：

interface Product {void use();
}class ConcreteProductA implements Product {public void use() {System.out.println("Using Product A");}
}class ConcreteProductB implements Product {public void use() {System.out.println("Using Product B");}
}class Factory {public static Product createProduct(String type) {if (type.equals("A")) return new ConcreteProductA();else if (type.equals("B")) return new ConcreteProductB();return null;}
}

3.3 观察者模式

场景：事件驱动编程、消息通知系统等。
示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;interface Observer {void update(String message);
}class ConcreteObserver implements Observer {private String name;public ConcreteObserver(String name) {this.name = name;}public void update(String message) {System.out.println(name + " received: " + message);}
}class Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<>();public void attach(Observer observer) {observers.add(observer);}public void notifyObservers(String message) {for (Observer observer : observers) {observer.update(message);}}
}