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題外話，強(qiáng)烈建議讀者使用 lombok，用了 lombok 以后，上面的一大堆代碼會(huì)變成如下這樣:

@Builder
class User {
    private String  name;
    private String password;
    private String nickName;
    private int age;
}

怎么樣，省下來(lái)的時(shí)間是不是又可以干點(diǎn)別的了。

當(dāng)然，如果你只是想要鏈?zhǔn)綄懛?，不想要建造者模式，有個(gè)很簡(jiǎn)單的辦法，User 的 getter 方法不變，所有的 setter 方法都讓其 return this 就可以了，然后就可以像下面這樣調(diào)用：

User user = new User().setName("").setPassword("").setAge(20);

很多人是這么用的，但是筆者覺(jué)得其實(shí)這種寫法非常地不優(yōu)雅，不是很推薦使用。

原型模式

這是我要說(shuō)的創(chuàng)建型模式的最后一個(gè)設(shè)計(jì)模式了。

原型模式很簡(jiǎn)單：有一個(gè)原型實(shí)例，基于這個(gè)原型實(shí)例產(chǎn)生新的實(shí)例，也就是“克隆”了。

Object 類中有一個(gè) clone() 方法，它用于生成一個(gè)新的對(duì)象，當(dāng)然，如果我們要調(diào)用這個(gè)方法，java 要求我們的類必須先實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口，此接口沒(méi)有定義任何方法，但是不這么做的話，在 clone() 的時(shí)候，會(huì)拋出 CloneNotSupportedException 異常。

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

java 的克隆是淺克隆，碰到對(duì)象引用的時(shí)候，克隆出來(lái)的對(duì)象和原對(duì)象中的引用將指向同一個(gè)對(duì)象。通常實(shí)現(xiàn)深克隆的方法是將對(duì)象進(jìn)行序列化，然后再進(jìn)行反序列化。

原型模式了解到這里我覺(jué)得就夠了，各種變著法子說(shuō)這種代碼或那種代碼是原型模式，沒(méi)什么意義。

創(chuàng)建型模式總結(jié)

創(chuàng)建型模式總體上比較簡(jiǎn)單，它們的作用就是為了產(chǎn)生實(shí)例對(duì)象，算是各種工作的第一步了，因?yàn)槲覀儗懙氖?strong>面向?qū)ο?/strong>的代碼，所以我們第一步當(dāng)然是需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)對(duì)象了。

簡(jiǎn)單工廠模式最簡(jiǎn)單；工廠模式在簡(jiǎn)單工廠模式的基礎(chǔ)上增加了選擇工廠的維度，需要第一步選擇合適的工廠；抽象工廠模式有產(chǎn)品族的概念，如果各個(gè)產(chǎn)品是存在兼容性問(wèn)題的，就要用抽象工廠模式。單例模式就不說(shuō)了，為了保證全局使用的是同一對(duì)象，一方面是安全性考慮，一方面是為了節(jié)省資源；建造者模式專門對(duì)付屬性很多的那種類，為了讓代碼更優(yōu)美；原型模式用得最少，了解和 Object 類中的 clone() 方法相關(guān)的知識(shí)即可。

結(jié)構(gòu)型模式

前面創(chuàng)建型模式介紹了創(chuàng)建對(duì)象的一些設(shè)計(jì)模式，這節(jié)介紹的結(jié)構(gòu)型模式旨在通過(guò)改變代碼結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到解耦的目的，使得我們的代碼容易維護(hù)和擴(kuò)展。

代理模式

第一個(gè)要介紹的代理模式是最常使用的模式之一了，用一個(gè)代理來(lái)隱藏具體實(shí)現(xiàn)類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，通常還用于在真實(shí)的實(shí)現(xiàn)的前后添加一部分邏輯。

既然說(shuō)是代理，那就要對(duì)客戶端隱藏真實(shí)實(shí)現(xiàn)，由代理來(lái)負(fù)責(zé)客戶端的所有請(qǐng)求。當(dāng)然，代理只是個(gè)代理，它不會(huì)完成實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯，而是一層皮而已，但是對(duì)于客戶端來(lái)說(shuō)，它必須表現(xiàn)得就是客戶端需要的真實(shí)實(shí)現(xiàn)。

理解代理這個(gè)詞，這個(gè)模式其實(shí)就簡(jiǎn)單了。

public interface FoodService {
    Food makeChicken();
    Food makeNoodle();
}

public class FoodServiceImpl implements FoodService {
    public Food makeChicken() {
        Food f = new Chicken()
        f.setChicken("1kg");
        f.setSpicy("1g");
        f.setSalt("3g");
        return f;
    }
    public Food makeNoodle() {
        Food f = new Noodle();
        f.setNoodle("500g");
        f.setSalt("5g");
        return f;
    }
}

// 代理要表現(xiàn)得“就像是”真實(shí)實(shí)現(xiàn)類，所以需要實(shí)現(xiàn) FoodService
public class FoodServiceProxy implements FoodService {

    // 內(nèi)部一定要有一個(gè)真實(shí)的實(shí)現(xiàn)類，當(dāng)然也可以通過(guò)構(gòu)造方法注入
    private FoodService foodService = new FoodServiceImpl();

    public Food makeChicken() {
        System.out.println("我們馬上要開始制作雞肉了");

        // 如果我們定義這句為核心代碼的話，那么，核心代碼是真實(shí)實(shí)現(xiàn)類做的，
        // 代理只是在核心代碼前后做些“無(wú)足輕重”的事情
        Food food = foodService.makeChicken();

        System.out.println("雞肉制作完成啦，加點(diǎn)胡椒粉"); // 增強(qiáng)
        food.addCondiment("pepper");

        return food;
    }
    public Food makeNoodle() {
        System.out.println("準(zhǔn)備制作拉面~");
        Food food = foodService.makeNoodle();
        System.out.println("制作完成啦")
        return food;
    }
}

客戶端調(diào)用，注意，我們要用代理來(lái)實(shí)例化接口：

// 這里用代理類來(lái)實(shí)例化
FoodService foodService = new FoodServiceProxy();
foodService.makeChicken();

我們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有，代理模式說(shuō)白了就是做 “方法包裝” 或做 “方法增強(qiáng)”。在面向切面編程中，其實(shí)就是動(dòng)態(tài)代理的過(guò)程。比如 Spring 中，我們自己不定義代理類，但是 Spring 會(huì)幫我們動(dòng)態(tài)來(lái)定義代理，然后把我們定義在 @Before、@After、@Around 中的代碼邏輯動(dòng)態(tài)添加到代理中。

說(shuō)到動(dòng)態(tài)代理，又可以展開說(shuō)，Spring 中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理有兩種，一種是如果我們的類定義了接口，如 UserService 接口和 UserServiceImpl 實(shí)現(xiàn)，那么采用 JDK 的動(dòng)態(tài)代理，感興趣的讀者可以去看看 java.lang.reflect.Proxy 類的源碼；另一種是我們自己沒(méi)有定義接口的，Spring 會(huì)采用 CGLIB 進(jìn)行動(dòng)態(tài)代理，它是一個(gè) jar 包，性能還不錯(cuò)。

適配器模式

說(shuō)完代理模式，說(shuō)適配器模式，是因?yàn)樗鼈兒芟嗨?，這里可以做個(gè)比較。

適配器模式做的就是，有一個(gè)接口需要實(shí)現(xiàn)，但是我們現(xiàn)成的對(duì)象都不滿足，需要加一層適配器來(lái)進(jìn)行適配。

適配器模式總體來(lái)說(shuō)分三種：默認(rèn)適配器模式、對(duì)象適配器模式、類適配器模式。先不急著分清楚這幾個(gè)，先看看例子再說(shuō)。

默認(rèn)適配器模式

首先，我們先看看最簡(jiǎn)單的適配器模式默認(rèn)適配器模式(Default Adapter)是怎么樣的。

我們用 Appache commons-io 包中的 FileAlterationListener 做例子，此接口定義了很多的方法，用于對(duì)文件或文件夾進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生了對(duì)應(yīng)的操作，就會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的方法。

public interface FileAlterationListener {
    void onStart(final FileAlterationObserver observer);
    void onDirectoryCreate(final File directory);
    void onDirectoryChange(final File directory);
    void onDirectoryDelete(final File directory);
    void onFileCreate(final File file);
    void onFileChange(final File file);
    void onFileDelete(final File file);
    void onStop(final FileAlterationObserver observer);
}

此接口的一大問(wèn)題是抽象方法太多了，如果我們要用這個(gè)接口，意味著我們要實(shí)現(xiàn)每一個(gè)抽象方法，如果我們只是想要監(jiān)控文件夾中的文件創(chuàng)建和文件刪除事件，可是我們還是不得不實(shí)現(xiàn)所有的方法，很明顯，這不是我們想要的。

所以，我們需要下面的一個(gè)適配器，它用于實(shí)現(xiàn)上面的接口，但是所有的方法都是空方法，這樣，我們就可以轉(zhuǎn)而定義自己的類來(lái)繼承下面這個(gè)類即可。

public class FileAlterationListenerAdaptor implements FileAlterationListener {

    public void onStart(final FileAlterationObserver observer) {
    }

    public void onDirectoryCreate(final File directory) {
    }

    public void onDirectoryChange(final File directory) {
    }

    public void onDirectoryDelete(final File directory) {
    }

    public void onFileCreate(final File file) {
    }

    public void onFileChange(final File file) {
    }

    public void onFileDelete(final File file) {
    }

    public void onStop(final FileAlterationObserver observer) {
    }
}

比如我們可以定義以下類，我們僅僅需要實(shí)現(xiàn)我們想實(shí)現(xiàn)的方法就可以了：

public class FileMonitor extends FileAlterationListenerAdaptor {
    public void onFileCreate(final File file) {
        // 文件創(chuàng)建
        doSomething();
    }

    public void onFileDelete(final File file) {
        // 文件刪除
        doSomething();
    }
}

當(dāng)然，上面說(shuō)的只是適配器模式的其中一種，也是最簡(jiǎn)單的一種，無(wú)需多言。下面，再介紹“正統(tǒng)的”適配器模式。

對(duì)象適配器模式

來(lái)看一個(gè)《Head First 設(shè)計(jì)模式》中的一個(gè)例子，我稍微修改了一下，看看怎么將雞適配成鴨，這樣雞也能當(dāng)鴨來(lái)用。因?yàn)?，現(xiàn)在鴨這個(gè)接口，我們沒(méi)有合適的實(shí)現(xiàn)類可以用，所以需要適配器。

public interface Duck {
    public void quack(); // 鴨的呱呱叫
    public void fly(); // 飛
}

public interface Cock {
    public void gobble(); // 雞的咕咕叫
    public void fly(); // 飛
}

public class WildCock implements Cock {
    public void gobble() {
        System.out.println("咕咕叫");
    }
    public void fly() {
        System.out.println("雞也會(huì)飛哦");
    }
}

鴨接口有 fly() 和 quare() 兩個(gè)方法，雞 Cock 如果要冒充鴨，fly() 方法是現(xiàn)成的，但是雞不會(huì)鴨的呱呱叫，沒(méi)有 quack() 方法。這個(gè)時(shí)候就需要適配了：

// 毫無(wú)疑問(wèn)，首先，這個(gè)適配器肯定需要 implements Duck，這樣才能當(dāng)做鴨來(lái)用
public class CockAdapter implements Duck {

    Cock cock;
    // 構(gòu)造方法中需要一個(gè)雞的實(shí)例，此類就是將這只雞適配成鴨來(lái)用
    public CockAdapter(Cock cock) {
        this.cock = cock;
    }

    // 實(shí)現(xiàn)鴨的呱呱叫方法
    @Override
    public void quack() {
        // 內(nèi)部其實(shí)是一只雞的咕咕叫
        cock.gobble();
    }

    @Override
    public void fly() {
        cock.fly();
    }
}

客戶端調(diào)用很簡(jiǎn)單了：

public static void main(String[] args) {
    // 有一只野雞
    Cock wildCock = new WildCock();
    // 成功將野雞適配成鴨
    Duck duck = new CockAdapter(wildCock);
    ...
}

到這里，大家也就知道了適配器模式是怎么回事了。無(wú)非是我們需要一只鴨，但是我們只有一只雞，這個(gè)時(shí)候就需要定義一個(gè)適配器，由這個(gè)適配器來(lái)充當(dāng)鴨，但是適配器里面的方法還是由雞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

我們用一個(gè)圖來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明下：

上圖應(yīng)該還是很容易理解的，我就不做更多的解釋了。下面，我們看看類適配模式怎么樣的。

類適配器模式

廢話少說(shuō)，直接上圖：

看到這個(gè)圖，大家應(yīng)該很容易理解的吧，通過(guò)繼承的方法，適配器自動(dòng)獲得了所需要的大部分方法。這個(gè)時(shí)候，客戶端使用更加簡(jiǎn)單，直接 Target t = new SomeAdapter(); 就可以了。

適配器模式總結(jié)

1. 類適配和對(duì)象適配的異同

   一個(gè)采用繼承，一個(gè)采用組合；

   類適配屬于靜態(tài)實(shí)現(xiàn)，對(duì)象適配屬于組合的動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)，對(duì)象適配需要多實(shí)例化一個(gè)對(duì)象。

   總體來(lái)說(shuō)，對(duì)象適配用得比較多。

2. 適配器模式和代理模式的異同

   比較這兩種模式，其實(shí)是比較對(duì)象適配器模式和代理模式，在代碼結(jié)構(gòu)上，它們很相似，都需要一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。但是它們的目的不一樣，代理模式做的是增強(qiáng)原方法的活；適配器做的是適配的活，為的是提供“把雞包裝成鴨，然后當(dāng)做鴨來(lái)使用”，而雞和鴨它們之間原本沒(méi)有繼承關(guān)系。

   

橋梁模式

理解橋梁模式，其實(shí)就是理解代碼抽象和解耦。

我們首先需要一個(gè)橋梁，它是一個(gè)接口，定義提供的接口方法。

public interface DrawAPI {
   public void draw(int radius, int x, int y);
}

然后是一系列實(shí)現(xiàn)類：

public class RedPen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("用紅色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
    }
}
public class GreenPen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("用綠色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
    }
}
public class BluePen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("用藍(lán)色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
    }
}

定義一個(gè)抽象類，此類的實(shí)現(xiàn)類都需要使用 DrawAPI：

public abstract class Shape {
    protected DrawAPI drawAPI;
    protected Shape(DrawAPI drawAPI) {
        this.drawAPI = drawAPI;
    }
    public abstract void draw();
}

定義抽象類的子類：

// 圓形
public class Circle extends Shape {
    private int radius;
    public Circle(int radius, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.radius = radius;
    }
    public void draw() {
        drawAPI.draw(radius, 0, 0);
    }
}
// 長(zhǎng)方形
public class Rectangle extends Shape {
    private int x;
    private int y;
    public Rectangle(int x, int y, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    public void draw() {
        drawAPI.draw(0, x, y);
    }
}

最后，我們來(lái)看客戶端演示：

public static void main(String[] args) {
    Shape greenCircle = new Circle(10, new GreenPen());
    Shape redRectangle = new Rectangle(4, 8, new RedPen());
    greenCircle.draw();
    redRectangle.draw();
}

可能大家看上面一步步還不是特別清晰，我把所有的東西整合到一張圖上：

這回大家應(yīng)該就知道抽象在哪里，怎么解耦了吧。橋梁模式的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，就是非常容易進(jìn)行擴(kuò)展。

本節(jié)引用了這里的例子，并對(duì)其進(jìn)行了修改。

裝飾模式

要把裝飾模式說(shuō)清楚明白，不是件容易的事情。也許讀者知道 Java IO 中的幾個(gè)類是典型的裝飾模式的應(yīng)用，但是讀者不一定清楚其中的關(guān)系，也許看完就忘了，希望看完這節(jié)后，讀者可以對(duì)其有更深的感悟。

首先，我們先看一個(gè)簡(jiǎn)單的圖，看這個(gè)圖的時(shí)候，了解下層次結(jié)構(gòu)就可以了：

我們來(lái)說(shuō)說(shuō)裝飾模式的出發(fā)點(diǎn)，從圖中可以看到，接口 Component 其實(shí)已經(jīng)有了 ConcreteComponentA 和 ConcreteComponentB 兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類了，但是，如果我們要增強(qiáng)這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類的話，我們就可以采用裝飾模式，用具體的裝飾器來(lái)裝飾實(shí)現(xiàn)類，以達(dá)到增強(qiáng)的目的。

從名字來(lái)簡(jiǎn)單解釋下裝飾器。既然說(shuō)是裝飾，那么往往就是添加小功能這種，而且，我們要滿足可以添加多個(gè)小功能。最簡(jiǎn)單的，代理模式就可以實(shí)現(xiàn)功能的增強(qiáng)，但是代理不容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能的增強(qiáng)，當(dāng)然你可以說(shuō)用代理包裝代理的多層包裝方式，但是那樣的話代碼就復(fù)雜了。

首先明白一些簡(jiǎn)單的概念，從圖中我們看到，所有的具體裝飾者們 ConcreteDecorator** 都可以作為 Component 來(lái)使用，因?yàn)樗鼈兌紝?shí)現(xiàn)了 Component 中的所有接口。它們和 Component 實(shí)現(xiàn)類 ConcreteComponent 的區(qū)別是，它們只是裝飾者，起裝飾作用，也就是即使它們看上去牛逼轟轟，但是它們都只是在具體的實(shí)現(xiàn)中加了層皮來(lái)裝飾**而已。

注意這段話中混雜在各個(gè)名詞中的 Component 和 Decorator，別搞混了。

下面來(lái)看看一個(gè)例子，先把裝飾模式弄清楚，然后再介紹下 java io 中的裝飾模式的應(yīng)用。

最近大街上流行起來(lái)了“快樂(lè)檸檬”，我們把快樂(lè)檸檬的飲料分為三類：紅茶、綠茶、咖啡，在這三大類的基礎(chǔ)上，又增加了許多的口味，什么金桔檸檬紅茶、金桔檸檬珍珠綠茶、芒果紅茶、芒果綠茶、芒果珍珠紅茶、烤珍珠紅茶、烤珍珠芒果綠茶、椰香胚芽咖啡、焦糖可可咖啡等等，每家店都有很長(zhǎng)的菜單，但是仔細(xì)看下，其實(shí)原料也沒(méi)幾樣，但是可以搭配出很多組合，如果顧客需要，很多沒(méi)出現(xiàn)在菜單中的飲料他們也是可以做的。

在這個(gè)例子中，紅茶、綠茶、咖啡是最基礎(chǔ)的飲料，其他的像金桔檸檬、芒果、珍珠、椰果、焦糖等都屬于裝飾用的。當(dāng)然，在開發(fā)中，我們確實(shí)可以像門店一樣，開發(fā)這些類：LemonBlackTea、LemonGreenTea、MangoBlackTea、MangoLemonGreenTea......但是，很快我們就發(fā)現(xiàn)，這樣子干肯定是不行的，這會(huì)導(dǎo)致我們需要組合出所有的可能，而且如果客人需要在紅茶中加雙份檸檬怎么辦？三份檸檬怎么辦？

不說(shuō)廢話了，上代碼。

首先，定義飲料抽象基類：

public abstract class Beverage {
    // 返回描述
    public abstract String getDescription();
    // 返回價(jià)格
    public abstract double cost();
}

然后是三個(gè)基礎(chǔ)飲料實(shí)現(xiàn)類，紅茶、綠茶和咖啡：

public class BlackTea extends Beverage {
    public String getDescription() {
        return "紅茶";
    }
    public double cost() {
        return 10;
    }
}
public class GreenTea extends Beverage {
    public String getDescription() {
        return "綠茶";
    }
    public double cost() {
        return 11;
    }
}
...// 咖啡省略

定義調(diào)料，也就是裝飾者的基類，此類必須繼承自 Beverage：

// 調(diào)料
public abstract class Condiment extends Beverage {

}

然后我們來(lái)定義檸檬、芒果等具體的調(diào)料，它們屬于裝飾者，毫無(wú)疑問(wèn)，這些調(diào)料肯定都需要繼承調(diào)料 Condiment 類：

public class Lemon extends Condiment {
    private Beverage bevarage;
    // 這里很關(guān)鍵，需要傳入具體的飲料，如需要傳入沒(méi)有被裝飾的紅茶或綠茶，
    // 當(dāng)然也可以傳入已經(jīng)裝飾好的芒果綠茶，這樣可以做芒果檸檬綠茶
    public Lemon(Beverage bevarage) {
        this.bevarage = bevarage;
    }
    public String getDescription() {
        // 裝飾
        return bevarage.getDescription() + ", 加檸檬";
    }
    public double cost() {
        // 裝飾
        return beverage.cost() + 2; // 加檸檬需要 2 元
    }
}

public class Mango extends Condiment {
    private Beverage bevarage;
    public Mango(Beverage bevarage) {
        this.bevarage = bevarage;
    }
    public String getDescription() {
        return bevarage.getDescription() + ", 加芒果";
    }
    public double cost() {
        return beverage.cost() + 3; // 加芒果需要 3 元
    }
}
...// 給每一種調(diào)料都加一個(gè)類

看客戶端調(diào)用：

public static void main(String[] args) {
    // 首先，我們需要一個(gè)基礎(chǔ)飲料，紅茶、綠茶或咖啡
    Beverage beverage = new GreenTea();
    // 開始裝飾
    beverage = new Lemon(beverage); // 先加一份檸檬
    beverage = new Mongo(beverage); // 再加一份芒果

    System.out.println(beverage.getDescription() + " 價(jià)格：￥" + beverage.cost());
    //"綠茶, 加檸檬, 加芒果 價(jià)格：￥16"
}

如果我們需要 芒果-珍珠-雙份檸檬-紅茶：

Beverage beverage = new Mongo(new Pearl(new Lemon(new Lemon(new BlackTea()))));

是不是很變態(tài)？

看看下圖可能會(huì)清晰一些：

到這里，大家應(yīng)該已經(jīng)清楚裝飾模式了吧。

下面，我們?cè)賮?lái)說(shuō)說(shuō) java IO 中的裝飾模式?？聪聢D InputStream 派生出來(lái)的部分類：

我們知道 InputStream 代表了輸入流，具體的輸入來(lái)源可以是文件（FileInputStream）、管道（PipedInputStream）、數(shù)組（ByteArrayInputStream）等，這些就像前面奶茶的例子中的紅茶、綠茶，屬于基礎(chǔ)輸入流。

FilterInputStream 承接了裝飾模式的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，它的實(shí)現(xiàn)類是一系列裝飾器，比如 BufferedInputStream 代表用緩沖來(lái)裝飾，也就使得輸入流具有了緩沖的功能，LineNumberInputStream 代表用行號(hào)來(lái)裝飾，在操作的時(shí)候就可以取得行號(hào)了，DataInputStream 的裝飾，使得我們可以從輸入流轉(zhuǎn)換為 java 中的基本類型值。

當(dāng)然，在 java IO 中，如果我們使用裝飾器的話，就不太適合面向接口編程了，如：

InputStream inputStream = new LineNumberInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("")));

這樣的結(jié)果是，InputStream 還是不具有讀取行號(hào)的功能，因?yàn)樽x取行號(hào)的方法定義在 LineNumberInputStream 類中。

我們應(yīng)該像下面這樣使用：

DataInputStream is = new DataInputStream(
                            new BufferedInputStream(
                                new FileInputStream("")));

所以說(shuō)嘛，要找到純的嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)模式的代碼還是比較難的。

門面模式

門面模式（也叫外觀模式，F(xiàn)acade Pattern）在許多源碼中有使用，比如 slf4j 就可以理解為是門面模式的應(yīng)用。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)模式，我們直接上代碼再說(shuō)吧。

首先，我們定義一個(gè)接口：

public interface Shape {
   void draw();
}

定義幾個(gè)實(shí)現(xiàn)類：

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
       System.out.println("Circle::draw()");
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
       System.out.println("Rectangle::draw()");
    }
}

客戶端調(diào)用：

public static void main(String[] args) {
    // 畫一個(gè)圓形
    Shape circle = new Circle();
    circle.draw();

    // 畫一個(gè)長(zhǎng)方形
    Shape rectangle = new Rectangle();
    rectangle.draw();
}

以上是我們常寫的代碼，我們需要畫圓就要先實(shí)例化圓，畫長(zhǎng)方形就需要先實(shí)例化一個(gè)長(zhǎng)方形，然后再調(diào)用相應(yīng)的 draw() 方法。

下面，我們看看怎么用門面模式來(lái)讓客戶端調(diào)用更加友好一些。

我們先定義一個(gè)門面：

public class ShapeMaker {
   private Shape circle;
   private Shape rectangle;
   private Shape square;

   public ShapeMaker() {
      circle = new Circle();
      rectangle = new Rectangle();
      square = new Square();
   }

  /**
   * 下面定義一堆方法，具體應(yīng)該調(diào)用什么方法，由這個(gè)門面來(lái)決定
   */

   public void drawCircle(){
      circle.draw();
   }
   public void drawRectangle(){
      rectangle.draw();
   }
   public void drawSquare(){
      square.draw();
   }
}

看看現(xiàn)在客戶端怎么調(diào)用：

public static void main(String[] args) {
  ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker();

  // 客戶端調(diào)用現(xiàn)在更加清晰了
  shapeMaker.drawCircle();
  shapeMaker.drawRectangle();
  shapeMaker.drawSquare();      
}

門面模式的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，客戶端不再需要關(guān)注實(shí)例化時(shí)應(yīng)該使用哪個(gè)實(shí)現(xiàn)類，直接調(diào)用門面提供的方法就可以了，因?yàn)殚T面類提供的方法的方法名對(duì)于客戶端來(lái)說(shuō)已經(jīng)很友好了。

組合模式

組合模式用于表示具有層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，使得我們對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的訪問(wèn)具有一致性。

直接看一個(gè)例子吧，每個(gè)員工都有姓名、部門、薪水這些屬性，同時(shí)還有下屬員工集合（雖然可能集合為空），而下屬員工和自己的結(jié)構(gòu)是一樣的，也有姓名、部門這些屬性，同時(shí)也有他們的下屬員工集合。

public class Employee {
   private String name;
   private String dept;
   private int salary;
   private List<Employee> subordinates; // 下屬

   public Employee(String name,String dept, int sal) {
      this.name = name;
      this.dept = dept;
      this.salary = sal;
      subordinates = new ArrayList<Employee>();
   }

   public void add(Employee e) {
      subordinates.add(e);
   }

   public void remove(Employee e) {
      subordinates.remove(e);
   }

   public List<Employee> getSubordinates(){
     return subordinates;
   }

   public String toString(){
      return ("Employee :[ Name : " + name + ", dept : " + dept + ", salary :" + salary+" ]");
   }   
}

通常，這種類需要定義 add(node)、remove(node)、getChildren() 這些方法。

這說(shuō)的其實(shí)就是組合模式，這種簡(jiǎn)單的模式我就不做過(guò)多介紹了，相信各位讀者也不喜歡看我寫廢話。

享元模式

英文是 Flyweight Pattern，不知道是誰(shuí)最先翻譯的這個(gè)詞，感覺(jué)這翻譯真的不好理解，我們?cè)囍鴱?qiáng)行關(guān)聯(lián)起來(lái)吧。Flyweight 是輕量級(jí)的意思，享元分開來(lái)說(shuō)就是 共享 元器件，也就是復(fù)用已經(jīng)生成的對(duì)象，這種做法當(dāng)然也就是輕量級(jí)的了。

復(fù)用對(duì)象最簡(jiǎn)單的方式是，用一個(gè) HashMap 來(lái)存放每次新生成的對(duì)象。每次需要一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，先到 HashMap 中看看有沒(méi)有，如果沒(méi)有，再生成新的對(duì)象，然后將這個(gè)對(duì)象放入 HashMap 中。

這種簡(jiǎn)單的代碼我就不演示了。

結(jié)構(gòu)型模式總結(jié)

前面，我們說(shuō)了代理模式、適配器模式、橋梁模式、裝飾模式、門面模式、組合模式和享元模式。讀者是否可以分別把這幾個(gè)模式說(shuō)清楚了呢？在說(shuō)到這些模式的時(shí)候，心中是否有一個(gè)清晰的圖或處理流程在腦海里呢？

代理模式是做方法增強(qiáng)的，適配器模式是把雞包裝成鴨這種用來(lái)適配接口的，橋梁模式做到了很好的解耦，裝飾模式從名字上就看得出來(lái)，適合于裝飾類或者說(shuō)是增強(qiáng)類的場(chǎng)景，門面模式的優(yōu)點(diǎn)是客戶端不需要關(guān)心實(shí)例化過(guò)程，只要調(diào)用需要的方法即可，組合模式用于描述具有層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，享元模式是為了在特定的場(chǎng)景中緩存已經(jīng)創(chuàng)建的對(duì)象，用于提高性能。

行為型模式

行為型模式關(guān)注的是各個(gè)類之間的相互作用，將職責(zé)劃分清楚，使得我們的代碼更加地清晰。

策略模式

策略模式太常用了，所以把它放到最前面進(jìn)行介紹。它比較簡(jiǎn)單，我就不廢話，直接用代碼說(shuō)事吧。

下面設(shè)計(jì)的場(chǎng)景是，我們需要畫一個(gè)圖形，可選的策略就是用紅色筆來(lái)畫，還是綠色筆來(lái)畫，或者藍(lán)色筆來(lái)畫。

首先，先定義一個(gè)策略接口：

public interface Strategy {
   public void draw(int radius, int x, int y);
}

然后我們定義具體的幾個(gè)策略：

public class RedPen implements Strategy {
   @Override
   public void draw(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("用紅色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
   }
}
public class GreenPen implements Strategy {
   @Override
   public void draw(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("用綠色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
   }
}
public class BluePen implements Strategy {
   @Override
   public void draw(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("用藍(lán)色筆畫圖，radius:" + radius + ", x:" + x + ", y:" + y);
   }
}

使用策略的類：

public class Context {
   private Strategy strategy;

   public Context(Strategy strategy){
      this.strategy = strategy;
   }

   public int executeDraw(int radius, int x, int y){
      return strategy.draw(radius, x, y);
   }
}

客戶端演示：

public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context(new BluePen()); // 使用綠色筆來(lái)畫
    context.executeDraw(10, 0, 0);
}

放到一張圖上，讓大家看得清晰些：

這個(gè)時(shí)候，大家有沒(méi)有聯(lián)想到結(jié)構(gòu)型模式中的橋梁模式，它們其實(shí)非常相似，我把橋梁模式的圖拿過(guò)來(lái)大家對(duì)比下：

要我說(shuō)的話，它們非常相似，橋梁模式在左側(cè)加了一層抽象而已。橋梁模式的耦合更低，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜一些。

觀察者模式

觀察者模式對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，真是再簡(jiǎn)單不過(guò)了。無(wú)外乎兩個(gè)操作，觀察者訂閱自己關(guān)心的主題和主題有數(shù)據(jù)變化后通知觀察者們。

首先，需要定義主題，每個(gè)主題需要持有觀察者列表的引用，用于在數(shù)據(jù)變更的時(shí)候通知各個(gè)觀察者：

public class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    private int state;
    public int getState() {
        return state;
    }
    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        // 數(shù)據(jù)已變更，通知觀察者們
        notifyAllObservers();
    }
    // 注冊(cè)觀察者
    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }
    // 通知觀察者們
    public void notifyAllObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

定義觀察者接口：

public abstract class Observer {
    protected Subject subject;
    public abstract void update();
}

其實(shí)如果只有一個(gè)觀察者類的話，接口都不用定義了，不過(guò)，通常場(chǎng)景下，既然用到了觀察者模式，我們就是希望一個(gè)事件出來(lái)了，會(huì)有多個(gè)不同的類需要處理相應(yīng)的信息。比如，訂單修改成功事件，我們希望發(fā)短信的類得到通知、發(fā)郵件的類得到通知、處理物流信息的類得到通知等。

我們來(lái)定義具體的幾個(gè)觀察者類：

public class BinaryObserver extends Observer {
    // 在構(gòu)造方法中進(jìn)行訂閱主題
    public BinaryObserver(Subject subject) {
        this.subject = subject;
        // 通常在構(gòu)造方法中將 this 發(fā)布出去的操作一定要小心
        this.subject.attach(this);
    }
    // 該方法由主題類在數(shù)據(jù)變更的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用
    @Override
    public void update() {
        String result = Integer.toBinaryString(subject.getState());
        System.out.println("訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，新的數(shù)據(jù)處理為二進(jìn)制值為：" + result);
    }
}

public class HexaObserver extends Observer {
    public HexaObserver(Subject subject) {
        this.subject = subject;
        this.subject.attach(this);
    }
    @Override
    public void update() {
        String result = Integer.toHexString(subject.getState()).toUpperCase();
        System.out.println("訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，新的數(shù)據(jù)處理為十六進(jìn)制值為：" + result);
    }
}

客戶端使用也非常簡(jiǎn)單：

public static void main(String[] args) {
    // 先定義一個(gè)主題
    Subject subject1 = new Subject();
    // 定義觀察者
    new BinaryObserver(subject1);
    new HexaObserver(subject1);

    // 模擬數(shù)據(jù)變更，這個(gè)時(shí)候，觀察者們的 update 方法將會(huì)被調(diào)用
    subject.setState(11);
}

output:

訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，新的數(shù)據(jù)處理為二進(jìn)制值為：1011
訂閱的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，新的數(shù)據(jù)處理為十六進(jìn)制值為：B

當(dāng)然，jdk 也提供了相似的支持，具體的大家可以參考 java.util.Observable 和 java.util.Observer 這兩個(gè)類。

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，觀察者模式往往用消息中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果要實(shí)現(xiàn)單機(jī)觀察者模式，筆者建議讀者使用 Guava 中的 EventBus，它有同步實(shí)現(xiàn)也有異步實(shí)現(xiàn)，本文主要介紹設(shè)計(jì)模式，就不展開說(shuō)了。

還有，即使是上面的這個(gè)代碼，也會(huì)有很多變種，大家只要記住核心的部分，那就是一定有一個(gè)地方存放了所有的觀察者，然后在事件發(fā)生的時(shí)候，遍歷觀察者，調(diào)用它們的回調(diào)函數(shù)。

責(zé)任鏈模式

責(zé)任鏈通常需要先建立一個(gè)單向鏈表，然后調(diào)用方只需要調(diào)用頭部節(jié)點(diǎn)就可以了，后面會(huì)自動(dòng)流轉(zhuǎn)下去。比如流程審批就是一個(gè)很好的例子，只要終端用戶提交申請(qǐng)，根據(jù)申請(qǐng)的內(nèi)容信息，自動(dòng)建立一條責(zé)任鏈，然后就可以開始流轉(zhuǎn)了。

有這么一個(gè)場(chǎng)景，用戶參加一個(gè)活動(dòng)可以領(lǐng)取獎(jiǎng)品，但是活動(dòng)需要進(jìn)行很多的規(guī)則校驗(yàn)然后才能放行，比如首先需要校驗(yàn)用戶是否是新用戶、今日參與人數(shù)是否有限額、全場(chǎng)參與人數(shù)是否有限額等等。設(shè)定的規(guī)則都通過(guò)后，才能讓用戶領(lǐng)走獎(jiǎng)品。

如果產(chǎn)品給你這個(gè)需求的話，我想大部分人一開始肯定想的就是，用一個(gè) List 來(lái)存放所有的規(guī)則，然后 foreach 執(zhí)行一下每個(gè)規(guī)則就好了。不過(guò)，讀者也先別急，看看責(zé)任鏈模式和我們說(shuō)的這個(gè)有什么不一樣？

首先，我們要定義流程上節(jié)點(diǎn)的基類：

public abstract class RuleHandler {
    // 后繼節(jié)點(diǎn)
    protected RuleHandler successor;

    public abstract void apply(Context context);

    public void setSuccessor(RuleHandler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    public RuleHandler getSuccessor() {
        return successor;
    }
}

接下來(lái)，我們需要定義具體的每個(gè)節(jié)點(diǎn)了。

校驗(yàn)用戶是否是新用戶：

public class NewUserRuleHandler extends RuleHandler {
    public void apply(Context context) {
        if (context.isNewUser()) {
            // 如果有后繼節(jié)點(diǎn)的話，傳遞下去
            if (this.getSuccessor() != null) {
                this.getSuccessor().apply(context);
            }
        } else {
            throw new RuntimeException("該活動(dòng)僅限新用戶參與");
        }
    }
}

校驗(yàn)用戶所在地區(qū)是否可以參與：

public class LocationRuleHandler extends RuleHandler {
    public void apply(Context context) {
        boolean allowed = activityService.isSupportedLocation(context.getLocation);
        if (allowed) {
            if (this.getSuccessor() != null) {
                this.getSuccessor().apply(context);
            }
        } else {
            throw new RuntimeException("非常抱歉，您所在的地區(qū)無(wú)法參與本次活動(dòng)");
        }
    }
}

校驗(yàn)獎(jiǎng)品是否已領(lǐng)完：

public class LimitRuleHandler extends RuleHandler {
    public void apply(Context context) {
        int remainedTimes = activityService.queryRemainedTimes(context); // 查詢剩余獎(jiǎng)品
        if (remainedTimes > 0) {
            if (this.getSuccessor() != null) {
                this.getSuccessor().apply(userInfo);
            }
        } else {
            throw new RuntimeException("您來(lái)得太晚了，獎(jiǎng)品被領(lǐng)完了");
        }
    }
}

客戶端：

public static void main(String[] args) {
    RuleHandler newUserHandler = new NewUserRuleHandler();
    RuleHandler locationHandler = new LocationRuleHandler();
    RuleHandler limitHandler = new LimitRuleHandler();

    // 假設(shè)本次活動(dòng)僅校驗(yàn)地區(qū)和獎(jiǎng)品數(shù)量，不校驗(yàn)新老用戶
    locationHandler.setSuccessor(limitHandler);

    locationHandler.apply(context);
}

代碼其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是先定義好一個(gè)鏈表，然后在通過(guò)任意一節(jié)點(diǎn)后，如果此節(jié)點(diǎn)有后繼節(jié)點(diǎn)，那么傳遞下去。

至于它和我們前面說(shuō)的用一個(gè) List 存放需要執(zhí)行的規(guī)則的做法有什么異同，留給讀者自己琢磨吧。

模板方法模式

在含有繼承結(jié)構(gòu)的代碼中，模板方法模式是非常常用的。

通常會(huì)有一個(gè)抽象類：

public abstract class AbstractTemplate {
    // 這就是模板方法
    public void templateMethod() {
        init();
        apply(); // 這個(gè)是重點(diǎn)
        end(); // 可以作為鉤子方法
    }

    protected void init() {
        System.out.println("init 抽象層已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，子類也可以選擇覆寫");
    }

    // 留給子類實(shí)現(xiàn)
    protected abstract void apply();

    protected void end() {
    }
}

模板方法中調(diào)用了 3 個(gè)方法，其中 apply() 是抽象方法，子類必須實(shí)現(xiàn)它，其實(shí)模板方法中有幾個(gè)抽象方法完全是自由的，我們也可以將三個(gè)方法都設(shè)置為抽象方法，讓子類來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，模板方法只負(fù)責(zé)定義第一步應(yīng)該要做什么，第二步應(yīng)該做什么，第三步應(yīng)該做什么，至于怎么做，由子類來(lái)實(shí)現(xiàn)。

我們寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)類：

public class ConcreteTemplate extends AbstractTemplate {
    public void apply() {
        System.out.println("子類實(shí)現(xiàn)抽象方法 apply");
    }

    public void end() {
        System.out.println("我們可以把 method3 當(dāng)做鉤子方法來(lái)使用，需要的時(shí)候覆寫就可以了");
    }
}

客戶端調(diào)用演示：

public static void main(String[] args) {
    AbstractTemplate t = new ConcreteTemplate();
    // 調(diào)用模板方法
    t.templateMethod();
}

代碼其實(shí)很簡(jiǎn)單，基本上看到就懂了，關(guān)鍵是要學(xué)會(huì)用到自己的代碼中。

狀態(tài)模式

update: 2017-10-19

廢話我就不說(shuō)了，我們說(shuō)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。商品庫(kù)存中心有個(gè)最基本的需求是減庫(kù)存和補(bǔ)庫(kù)存，我們看看怎么用狀態(tài)模式來(lái)寫。

核心在于，我們的關(guān)注點(diǎn)不再是 Context 是該進(jìn)行哪種操作，而是關(guān)注在這個(gè) Context 會(huì)有哪些操作。

定義狀態(tài)接口：

public interface State {
    public void doAction(Context context);
}

定義減庫(kù)存的狀態(tài)：

public class DeductState implements State {

    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("商品賣出，準(zhǔn)備減庫(kù)存");
        context.setState(this);

        //... 執(zhí)行減庫(kù)存的具體操作
    }

    public String toString() {
        return "Deduct State";
    }
} 

定義補(bǔ)庫(kù)存狀態(tài)：

public class RevertState implements State {

    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("給此商品補(bǔ)庫(kù)存");
        context.setState(this);

        //... 執(zhí)行加庫(kù)存的具體操作
    }

    public String toString() {
        return "Revert State";
    }
}

前面用到了 context.setState(this)，我們來(lái)看看怎么定義 Context 類：

public class Context {
    private State state;
    private String name;
    public Context(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void getState() {
        return this.state;
    }
}

我們來(lái)看下客戶端調(diào)用，大家就一清二楚了：

public static void main(String[] args) {
    // 我們需要操作的是 iPhone X
    Context context = new Context("iPhone X");

    // 看看怎么進(jìn)行補(bǔ)庫(kù)存操作
    State revertState = new RevertState();
    revertState.doAction(context);

    // 同樣的，減庫(kù)存操作也非常簡(jiǎn)單
    State deductState = new DeductState();
    deductState.doAction(context);

    // 如果需要我們可以獲取當(dāng)前的狀態(tài)
    // context.getState().toString();
}

讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在上面這個(gè)例子中，如果我們不關(guān)心當(dāng)前 context 處于什么狀態(tài)，那么 Context 就可以不用維護(hù) state 屬性了，那樣代碼會(huì)簡(jiǎn)單很多。

不過(guò)，商品庫(kù)存這個(gè)例子畢竟只是個(gè)例，我們還有很多實(shí)例是需要知道當(dāng)前 context 處于什么狀態(tài)的。

行為型模式總結(jié)

行為型模式部分介紹了策略模式、觀察者模式、責(zé)任鏈模式、模板方法模式和狀態(tài)模式，其實(shí)，經(jīng)典的行為型模式還包括備忘錄模式、命令模式等，但是它們的使用場(chǎng)景比較有限，而且本文篇幅也挺大了，我就不進(jìn)行介紹了。

總結(jié)

學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式的目的是為了讓我們的代碼更加的優(yōu)雅、易維護(hù)、易擴(kuò)展。這次整理這篇文章，讓我重新審視了一下各個(gè)設(shè)計(jì)模式，對(duì)我自己而言收獲還是挺大的。我想，文章的最大收益者一般都是作者本人，為了寫一篇文章，需要鞏固自己的知識(shí)，需要尋找各種資料，而且，自己寫過(guò)的才最容易記住，也算是我給讀者的建議吧。
（全文完）
原文鏈接：https://javadoop.com/post/design-pattern

作者：柯廣的網(wǎng)絡(luò)日志 ? 設(shè)計(jì)模式也可以這么簡(jiǎn)單

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