單例模式

指一個應用程序中，某個類的實例對象只有一個，你沒有辦法去new，因為構造器是被private修飾的，一般通過getInstance()的方法來獲取它們的實例。

getInstance()的返回值是一個對象的引用，并不是一個新的實例，所以不要錯誤的理解成多個對象。

實例演示

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

上面的是最基本的寫法，也叫**懶漢寫法（線程不安全）**下面我再公布幾種單例模式的寫法：

懶漢式寫法（線程安全）

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

餓漢式寫法

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

靜態內部類

public class Singleton { private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } private Singleton (){} public static final Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } }

枚舉

public enum Singleton { INSTANCE; public void whateverMethod() { } }

此種寫法不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創建新的對象，但是對于我們的認識可能會有些生疏，如下所示。

雙重校驗鎖

public class Singleton { private volatile static Singleton singleton; private Singleton (){} public static Singleton getSingleton() { if (singleton == null) { synchronized (Singleton.class) { if (singleton == null) { singleton = new Singleton(); } } } return singleton; } }

在選擇寫法的時候，我們應該根據業務需求邏輯思考選擇最適合我們的寫法。

觀察者模式

對象間一對多的依賴關系，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴于它的對象都得到通知并被自動更新。

觀察者模式UML圖

上圖解析示例：假設有三個人，小美（女，22），小王和小李。小美很漂亮，小王和小李是兩個程序猿，時刻關注著小美的一舉一動。有一天，小美說了一句：“誰來陪我打游戲啊。”這句話被小王和小李聽到了，結果樂壞了，蹭蹭蹭，沒一會兒，小王就沖到小美家門口了，在這里，小美是被觀察者，小王和小李是觀察者，被觀察者發出一條信息，然后觀察者們進行相應的處理，看代碼：

public interface Person {//小王和小李通過這個接口可以接收到小美發過來的消息void getMessage(String s); }

這個接口相當于小王和小李的電話號碼，小美發送通知的時候就會撥打getMessage這個電話，撥打電話就是調用接口，看不懂沒關系，先往下看

public class LaoWang implements Person {private String name = "小王";public LaoWang() {}@Overridepublic void getMessage(String s) {System.out.println(name + "接到了小美打過來的電話，電話內容是：" + s);}}public class LaoLi implements Person {private String name = "小李";public LaoLi() {}@Overridepublic void getMessage(String s) {System.out.println(name + "接到了小美打過來的電話，電話內容是：->" + s);}}

代碼很簡單，我們再看看小美的代碼：

public class XiaoMei {List<Person> list = new ArrayList<Person>();public XiaoMei(){}public void addPerson(Person person){list.add(person);}//遍歷list，把自己的通知發送給所有暗戀自己的人public void notifyPerson() {for(Person person:list){person.getMessage("你們過來吧，誰先過來誰就能陪我一起玩兒游戲!");}} }

我們寫一個測試類來看一下結果對不對

public class Test {public static void main(String[] args) {XiaoMei xiao_mei = new XiaoMei();LaoWang lao_wang = new LaoWang();LaoLi lao_li = new LaoLi();//小王和小李在小美那里都注冊了一下xiao_mei.addPerson(lao_wang);xiao_mei.addPerson(lao_li);//小美向小王和小李發送通知xiao_mei.notifyPerson();} }

裝飾者模式

對已有的業務邏輯進一步的封裝，使其增加額外的功能，如Java中的IO流就使用了裝飾者模式，用戶在使用的時候，可以任意組裝，達到自己想要的效果。 解析示例，我想吃三明治，首先我需要一根大大的香腸，我喜歡吃奶油，在香腸上面加一點奶油，再放一點蔬菜，最后再用兩片面包夾一下，很豐盛的一頓午飯，營養又健康。（ps：不知道上海哪里有賣好吃的三明治的，求推薦～）那我們應該怎么來寫代碼呢？ 首先，我們需要寫一個Food類，讓其他所有食物都來繼承這個類，看代碼：

public class Food {private String food_name;public Food() {}public Food(String food_name) {this.food_name = food_name;}public String make() {return food_name;}; }

然后我們寫幾個子類繼承它：

//面包類 public class Bread extends Food {private Food basic_food;public Bread(Food basic_food) {this.basic_food = basic_food;}public String make() {return basic_food.make()+"+面包";} } //奶油類 public class Cream extends Food {private Food basic_food;public Cream(Food basic_food) {this.basic_food = basic_food;}public String make() {return basic_food.make()+"+奶油";} } //蔬菜類 public class Vegetable extends Food {private Food basic_food;public Vegetable(Food basic_food) {this.basic_food = basic_food;}public String make() {return basic_food.make()+"+蔬菜";}}

這幾個類都是差不多的，構造方法傳入一個Food類型的參數，然后在make方法中加入一些自己的邏輯，接著是我們的Test類。

public class Test {public static void main(String[] args) {Food food = new Bread(new Vegetable(new Cream(new Food("香腸"))));System.out.println(food.make());} }

一層一層的封裝，我們從里往外看：最里面我new了一個香腸，在香腸的外面我包裹了一層奶油，在奶油的外面我又加了一層蔬菜，最外面我放的是面包，我們一起來看一下運行結果吧。

適配器模式

將兩種完全不同的事物聯系到一起，就像現實生活中的變壓器。假設一個手機充電器需要的電壓是20V，但是正常的電壓是220V，這時候就需要一個變壓器，將220V的電壓轉換成20V的電壓，這樣，變壓器就將20V的電壓和手機聯系起來了。

public class Test {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone();VoltageAdapter adapter = new VoltageAdapter();phone.setAdapter(adapter);phone.charge();} } // 手機類 class Phone {public static final int V = 220;// 正常電壓220v，是一個常量private VoltageAdapter adapter; // 充電public void charge() {adapter.changeVoltage();}public void setAdapter(VoltageAdapter adapter) {this.adapter = adapter;} } // 變壓器 class VoltageAdapter {// 改變電壓的功能public void changeVoltage() {System.out.println("正在充電...");System.out.println("原始電壓：" + Phone.V + "V");System.out.println("經過變壓器轉換之后的電壓:" + (Phone.V - 200) + "V");} }

運行結果展示

工廠模式

簡單工廠模式：一個抽象的接口，多個抽象接口的實現類，一個工廠類，用來實例化抽象的接口

// 抽象產品類 abstract class Car {public void run();public void stop(); } // 具體實現類 class Benz implements Car {public void run() {System.out.println("Benz開始啟動了。。。。。");}public void stop() {System.out.println("Benz停車了。。。。。");} }class Ford implements Car {public void run() {System.out.println("Ford開始啟動了。。。");}public void stop() {System.out.println("Ford停車了。。。。");} } // 工廠類 class Factory {public static Car getCarInstance(String type) {Car c = null;if ("Benz".equals(type)) {c = new Benz();}if ("Ford".equals(type)) {c = new Ford();}return c;} } public class Test {public static void main(String[] args) {Car c = Factory.getCarInstance("Benz");if (c != null) {c.run();c.stop();} else {System.out.println("造不了這種汽車。。。");}}}

工廠方法模式：有四個角色，抽象工廠模式，具體工廠模式，抽象產品模式，具體產品模式。不再是由一個工廠類去實例化具體的產品，而是由抽象工廠的子類去實例化產品

// 抽象產品角色 public interface Moveable {void run(); } // 具體產品角色 public class Plane implements Moveable {@Overridepublic void run() {System.out.println("plane....");} } public class Broom implements Moveable {@Overridepublic void run() {System.out.println("broom.....");} } // 抽象工廠 public abstract class VehicleFactory {abstract Moveable create(); } // 具體工廠 public class PlaneFactory extends VehicleFactory {public Moveable create() {return new Plane();} } public class BroomFactory extends VehicleFactory {public Moveable create() {return new Broom();} } // 測試類 public class Test {public static void main(String[] args) {VehicleFactory factory = new BroomFactory();Moveable m = factory.create();m.run();} }

抽象工廠模式：與工廠方法模式不同的是，工廠方法模式中的工廠只生產單一的產品，而抽象工廠模式中的工廠生產多個產品

/抽象工廠類 public abstract class AbstractFactory {public abstract Vehicle createVehicle();public abstract Weapon createWeapon();public abstract Food createFood(); } //具體工廠類，其中Food,Vehicle，Weapon是抽象類， public class DefaultFactory extends AbstractFactory{@Overridepublic Food createFood() {return new Apple();}@Overridepublic Vehicle createVehicle() {return new Car();}@Overridepublic Weapon createWeapon() {return new AK47();} } //測試類 public class Test {public static void main(String[] args) {AbstractFactory f = new DefaultFactory();Vehicle v = f.createVehicle();v.run();Weapon w = f.createWeapon();w.shoot();Food a = f.createFood();a.printName();} }

代理模式（proxy）

有兩種，靜態代理和動態代理。先說靜態代理，解析示例，到了一定的年齡，我們就要結婚，結婚是一件很麻煩的事情，（包括那些被父母催婚的）。有錢的家庭可能會找司儀來主持婚禮，顯得熱鬧，洋氣～好了，現在婚慶公司的生意來了，我們只需要給錢，婚慶公司就會幫我們安排一整套結婚的流程。整個流程大概是這樣的：家里人催婚->男女雙方家庭商定結婚的黃道即日->找一家靠譜的婚慶公司->在約定的時間舉行結婚儀式->結婚完畢
婚慶公司打算怎么安排婚禮的節目，在婚禮完畢以后婚慶公司會做什么，我們一概不知。。。別擔心，不是黑中介，我們只要把錢給人家，人家會把事情給我們做好。所以，這里的婚慶公司相當于代理角色。

實例展示：

//代理接口 public interface ProxyInterface { //需要代理的是結婚這件事，如果還有其他事情需要代理，比如吃飯睡覺上廁所，也可以寫 void marry(); //代理吃飯(自己的飯，讓別人吃去吧) //void eat(); //代理拉屎，自己的屎，讓別人拉去吧 //void shit(); }

接下來，我們看看婚慶公司的代碼:

public class WeddingCompany implements ProxyInterface {private ProxyInterface proxyInterface;public WeddingCompany(ProxyInterface proxyInterface) {this.proxyInterface = proxyInterface; }@Override public void marry() {System.out.println("我們是婚慶公司的");System.out.println("我們在做結婚前的準備工作");System.out.println("節目彩排...");System.out.println("禮物購買...");System.out.println("工作人員分工...");System.out.println("可以開始結婚了");proxyInterface.marry();System.out.println("結婚完畢，我們需要做后續處理，你們可以回家了，其余的事情我們公司來做"); }}

再然后是結婚家庭的代碼:

public class NormalHome implements ProxyInterface{@Override public void marry() {System.out.println("我們結婚啦～"); }}

這個已經很明顯了，結婚家庭只需要結婚，而婚慶公司要包攬一切，前前后后的事情都是婚慶公司來做，婚慶公司要思考的問題要做的事是最多的。

來看看測試類代碼：

public class Test { public static void main(String[] args) {ProxyInterface proxyInterface = new WeddingCompany(new NormalHome());proxyInterface.marry(); } }

運行結果如下：

生產者/消費者模式

什么是生產者/消費者模式？

某個模塊負責產生數據，這些數據由另一個模塊來負責處理（此處的模塊是廣義的，可以是類、函數、線程、進程等）。產生數據的模塊，就形象地稱為生產者；而處理數據的模塊，就稱為消費者。在生產者與消費者之間在加個緩沖區，我們形象的稱之為倉庫，生產者負責往倉庫了進商品，而消費者負責從倉庫里拿商品，這就構成了生產者消費者模式。結構圖如下：

生產者消費者模式有如下幾個優點：
1、解耦
　 由于有緩沖區的存在，生產者和消費者之間不直接依賴，耦合度降低。
2、支持并發
　 由于生產者與消費者是兩個獨立的并發體，他們之間是用緩沖區作為橋梁連接，生產者只需要往緩沖區里丟數據，就可以繼續生產下一個數據，而消費者只需要從緩沖區了拿數據即可，這樣就不會因為彼此的處理速度而發生阻塞。
3、支持忙閑不均
緩沖區還有另一個好處。如果制造數據的速度時快時慢，緩沖區的好處就體現出來 了。當數據制造快的時候，消費者來不及處理，未處理的數據可以暫時存在緩沖區中。 等生產者的制造速度慢下來，消費者再慢慢處理掉。

生產者-消費者模型準確說應該是“生產者-倉儲-消費者”模型，這樣的模型遵循如下的規則：
1、生產者僅僅在倉儲未滿時候生產，倉滿則停止生產。
2、消費者僅僅在倉儲有產品時候才能消費，倉空則等待。
3、當消費者發現倉儲沒產品可消費時候會通知生產者生產。
4、生產者在生產出可消費產品時候，應該通知等待的消費者去消費

此模型將要結合java.lang.Object的wait與notify、notifyAll方法來實現以上的需求。實例代碼如下：
創建所謂的“倉庫”，此類是（本質上：共同訪問的）共享數據區域

//此類是（本質上：共同訪問的）共享數據區域 public class SyncStack {private String[] str = new String[10];private int index;//供生產者調用public synchronized void push(String sst){if(index == sst.length()){try {wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}this.notify();//喚醒在此對象監視器上等待的單個線程 str[index] = sst;index++;}//供消費者調用 public synchronized String pop(){if(index == 0){try {wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}this.notify();index--;String product = str[index];return product;}//就是定義一個返回值為數組的方法,返回的是一個String[]引用 public String[] pro(){return str;} }

創建生產者：

public class Producter implements Runnable {private SyncStack stack;public Producter(SyncStack stack){this.stack = stack;}public void run(){for(int i = 0;i<stack.pro().length;i++){String producter = "產品" + i;stack.push(producter);System.out.println("生產了：" + producter);try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}} }

創建消費者：

public class Consumer implements Runnable {private SyncStack stack;public Consumer(SyncStack stack){this.stack = stack;}public void run(){for(int i=0;i<stack.pro().length;i++){String consumer = stack.pop();System.out.println("消費了：" + consumer );try {Thread.sleep(400);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}} }

測試類：

public class TestDeam {public static void main(String[] args) {SyncStack stack = new SyncStack(); Consumer p = new Consumer(stack); Producter c = new Producter(stack); new Thread(p).start(); new Thread(c).start(); } }

測試結果：

生產了:產品0
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生產了:產品1
生產了:產品2
消費了：產品2
生產了:產品3
消費了：產品3
生產了:產品4
生產了:產品5
生產了:產品6
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生產了:產品7
消費了：產品6
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生產了:產品9
消費了：產品8
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java常见的几种设计模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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