常用设计模式有什么
常用设计模式概述
- 定义：
- 设计模式是解决特定问题的可复用方案，总结了面向对象设计中的最佳实践，提升代码可维护性、可扩展性和复用性。
- 分类（GoF 23 种）：
- 创建型：处理对象创建。
- 结构型：组织类和对象的关系。
- 行为型：定义类和对象间的交互。
- 常用模式：
- 以下列出开发中高频使用的模式（约 10-12 种），并简述其他模式。
核心点
- 常用模式解决特定问题，Spring 等框架广泛应用。
1. 创建型模式（5 种）
创建型模式关注对象创建，优化内存和性能。
(1) 单例模式（Singleton）
- 定义：
- 确保类只有一个实例，并提供全局访问点。
- 场景：
- 配置管理、线程池、数据库连接池。
- 示例：
- Spring Bean 默认单例。
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
- 与您的问题：
- 单点登录（JWT SSO）可使用单例管理认证服务。
(2) 工厂方法（Factory Method）
- 定义：
- 定义创建接口，子类决定实例化类。
- 场景：
- 数据库驱动（如
DriverManager）。 - 示例：
- Spring 的
BeanFactory。
interface Product {}
class ConcreteProduct implements Product {}
interface Factory {
Product create();
}
- 优点：
- 扩展新产品无需改工厂。
(3) 抽象工厂（Abstract Factory）
- 定义：
- 创建一系列相关对象的工厂接口。
- 场景：
- UI 组件（不同主题的按钮、窗口）。
- 示例：
- Spring 配置多个数据源。
- 与工厂方法：
- 抽象工厂创建产品族，工厂方法创建单一产品。
(4) 建造者（Builder）
- 定义：
- 分步构造复杂对象，分离构建和表示。
- 场景：
- 构建复杂 DTO、配置对象。
- 示例：
StringBuilder、Spring Boot 的WebClient.Builder。
public class Builder {
private String field;
public Builder setField(String field) {
this.field = field;
return this;
}
public Product build() {
return new Product(field);
}
}
(5) 原型（Prototype）
- 定义：
- 通过克隆创建对象，减少初始化开销。
- 场景：
- 对象复制（如深拷贝）。
- 示例：
- Java 的
Cloneable接口。 - 少用：
- 除非克隆性能敏感。
2. 结构型模式（7 种）
结构型模式组织类和对象，优化关系。
(6) 代理模式（Proxy）
- 定义：
- 为目标对象提供代理，控制访问或增强功能。
- 场景：
- 日志、权限、延迟加载。
- 示例：
- Spring AOP 使用代理（您提问的代理模式）。
interface Service {
void execute();
}
class RealService implements Service {
public void execute() {}
}
class ProxyService implements Service {
private RealService real;
public void execute() {
System.out.println("Before");
real.execute();
System.out.println("After");
}
}
- 与您的问题：
- Spring AOP 的动态代理实现切面。
(7) 适配器（Adapter）
- 定义：
- 将不兼容接口转换为目标接口。
- 场景：
- 集成旧系统、第三方库。
- 示例：
- Spring MVC 的
HandlerAdapter。
interface Target {
void request();
}
class Adaptee {
void specificRequest() {}
}
class Adapter implements Target {
private Adaptee adaptee;
public void request() {
adaptee.specificRequest();
}
}
(8) 装饰器（Decorator）
- 定义：
- 动态为对象添加职责，扩展功能。
- 场景：
- IO 流、权限增强。
- 示例：
- Java 的
BufferedReader。
interface Component {
void operation();
}
class Decorator implements Component {
private Component component;
public void operation() {
System.out.println("Extra");
component.operation();
}
}
- 与代理：
- 装饰器关注功能叠加，代理关注访问控制。
(9) 外观（Facade）
- 定义：
- 为复杂子系统提供简化接口。
- 场景：
- 封装微服务调用。
- 示例：
- Spring 的
JdbcTemplate。
(10) 组合（Composite）
- 定义：
- 将对象组成树状结构，统一处理个体和整体。
- 场景：
- 文件系统、组织架构。
- 示例：
- GUI 组件树。
(11) 桥接（Bridge）
- 定义：
- 分离抽象和实现，支持独立变化。
- 场景：
- 驱动程序。
- 少用：
- 除非抽象和实现频繁变。
(12) 享元（Flyweight）
- 定义：
- 共享细粒度对象，减少内存。
- 场景：
- 字符串常量池。
- 少用：
- 现代内存优化减少需求。
3. 行为型模式（11 种）
行为型模式定义类和对象交互，优化职责分配。
(13) 观察者（Observer）
- 定义：
- 一对多依赖，对象变化通知观察者。
- 场景：
- 事件监听、发布订阅。
- 示例：
- Spring 的
ApplicationEvent。
interface Observer {
void update();
}
class Subject {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void addObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
public void notifyObservers() {
for (Observer o : observers) {
o.update();
}
}
}
- 与您的问题：
- 单点登录可发布登录事件。
(14) 策略（Strategy）
- 定义：
- 定义算法族，运行时选择。
- 场景：
- 排序算法、支付方式。
- 示例：
- Spring 的
AuthenticationProvider。
(15) 模板方法（Template Method）
- 定义：
- 定义算法骨架，子类实现步骤。
- 场景：
- 框架回调。
- 示例：
- Spring 的
JdbcTemplate。
(16) 责任链（Chain of Responsibility）
- 定义：
- 请求沿链传递，直到处理。
- 场景：
- 过滤器、认证流程。
- 示例：
- Spring Security 过滤链。
- 与您的问题：
- JWT 验证可加入责任链。
(17) 命令（Command）
- 定义：
- 封装请求为对象，支持撤销。
- 场景：
- 事务日志、任务队列。
- 示例：
- Spring Batch 的 Job。
(18) 迭代器（Iterator）
- 定义：
- 顺序访问集合元素。
- 场景：
- 集合遍历。
- 示例：
- Java 的
Iterator。
(19) 中介者（Mediator）
- 定义：
- 通过中介协调对象交互。
- 场景：
- 聊天系统。
- 少用：
- 除非交互复杂。
(20) 备忘录（Memento）
- 定义：
- 保存对象状态，支持恢复。
- 场景：
- 游戏存档。
- 少用：
- 除非需快照。
(21) 状态（State）
- 定义：
- 随状态变化行为。
- 场景：
- 订单状态机。
(22) 访问者（Visitor）
- 定义：
- 分离操作和对象结构。
- 场景：
- AST 处理。
- 少用：
- 除非结构固定。
(23) 解释器（Interpreter）
- 定义：
- 定义语言语法，解释执行。
- 场景：
- SQL 解析。
- 少用：
- 除非需自定义语言。
4. 常用模式总结
高频模式（12 种）
- 创建型：单例、工厂方法、抽象工厂、建造者。
- 结构型：代理、适配器、装饰器、外观。
- 行为型：观察者、策略、模板方法、责任链。
- 原因：
- 这些模式简单、通用，广泛用于框架和业务。
Spring 中的应用
- 单例：Bean 默认单例。
- 代理：AOP 动态代理（您提问）。
- 工厂：
BeanFactory。 - 观察者：事件机制。
- 责任链：过滤器链。
5. 选择建议
- 简单优先：用单例、代理解决小问题。
- 框架集成：Spring 内置模式（如 AOP、工厂）。
- 避免过度设计：复杂模式（如访问者）谨慎用。
6. 延伸与面试角度
- 与您的问题：
- 代理模式：Spring AOP 核心（已详述）。
- 单点登录：观察者发布登录事件，责任链验证 JWT。
- 线程安全：单例需加锁（如双检锁）。
- 实际应用：
- 电商：策略（支付方式）、观察者（订单通知）。
- 微服务：外观（API 网关）、适配器（异构系统）。
- 面试点：
- 问“常用”时，分三类提 10+ 种。
- 问“场景”时，结合 Spring 示例。
7. 总结
常用设计模式包括单例、工厂、代理、观察者等 12 种，覆盖创建、结构、行为三类，广泛用于 Spring（AOP、Bean 管理）和业务开发（如 JWT 验证）。代理模式与您的问题高度相关，Spring AOP 是典型实现。面试时，可分类讲解，结合代码或框架，展示理解深度。
如果您想深入某模式（如代码实现）或有具体场景，请告诉我，我可以进一步优化！