设计模式思维导图

这是一篇关于设计模式的思维导图。该思维导图归纳整理了多种设计模式和方法，以及设计中存在的一些问题，比较详细，可提供借鉴。

设计模式

• 三种类型
  • 创建型模式
    • 单例模式
      • 饿汉式
        • 静态常量
          • 1、构造器私有化（防止 new 对象）
          • 2、类内部创建静态对象
          • 3、对外提供一个静态的公共方法 getInstance
        • 静态代码块
          • 1、私有化构造器（防止new对象）
          • 2、对象的创建放入静态代码块中
          • 3、对外提供一个静态的公共方法getInstance
        • 优点：类装载的时候完成实例化，避免线程同步问题 缺点：没有达到lazy loading效果，类被状态可能是很多原因导致的 结论：单例模式可以使用，但是造成内存浪费
      • 懒汉式
        • 线程不安全
          • 优点：起到了lazy loading的效果 缺点：只能在单线程下使用，多线程同时进入if判断中，就创建了多个对象 结论：实际开发中不要使用这种模式
          • 1、私有化构造器
          • 2、对外提供一个静态公共方法getInstance
          • 3、判断实例是否存在
            • 不存在，就new一个实例
            • 存在，就返回实例
        • 线程安全，同步方法
          • 优点：解决了线程安全问题 缺点：效率比较低，每次获取实例，都需要同步，实际上获取一次就可以，以后获取直接return就可以 结论：实际开发过程中不建议使用
          • 懒汉式（线程不安全）与懒汉式（线程安全，同步）的区别是，懒汉式（线程安全，同步）在getInstance方法中加入了synchronized关键字
        • 线程安全，同步代码块
          • 对线程安全同步方法的改进，改进为同步代码块 但是又会造成线程不安全 结论：不能使用这种方式
          • 其实也属于线程不安全，在if判断时，跟线程不安全的情况是一样的
      • 双重检查
        • 1、私有化构造器
        • 2、对外提供一个公共的静态方法getInstance
        • 3、在静态方法内进行双if判断，在第二次if判断外层加入synchronized关键字
        • 解决了线程安全问题，实现了懒加载lazy loading 同时解决了效率问题 实际开发过程中推荐使用这种模式创建单例
      • 静态内部类
        • 1、私有化构造器
        • 2、创建静态内部类
        • 3、静态内部类中有主类的静态实例化
        • 4、对外提供一个公共的静态方法getInstance
        • 3、对外静态方法中返回静态内部来的静态常量
        • 采用类装载机制来保证初始化实例时只有一个线程 静态内部类在主类初始化时，并不会立即实例化 类的静态属性只会在第一次加载类的时候进行初始化 避免了线程不安全，利用静态内部类的特点实现了懒加载lazy loading，同时效率高 结论：推荐使用
      • 枚举
        • 借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式，不仅能够避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象 结论：推荐使用
      • JVM在装载类的时候是线程安全的 1、单例模式保证了系统内存中只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能； 2、当想实例化一个单例类的时候，必须使用相应的获取对象的方法，而不是使用new对象； 3、单例模式使用场景：需要频繁的进行创建和销毁对象、创建对象时耗时过多或者耗费资源过多（即：重量级对象），但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象（比如数据源，session工厂等）
    • 原型模式
      • 克隆羊解决问题
      • 利用实体类中重写clone方法
      • 浅拷贝
        • 默认使用的clone方法
        • 基本数据类型的属性，会复制一份给拷贝对象
        • 引用类型的属性，只是将该成员的引用值复制给拷贝对象，未进行真正的拷贝
      • 深拷贝
        • 复制对象的所有基本数据类型的成员变量值
        • 为所有引用类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对对象进行深拷贝，需要对整个对象进行拷贝；
        • 重写clone方法实现深拷贝
        • 通过对象的序列化实现深拷贝
      • 1、创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象创建过程，同时也能提高效率； 2、不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态； 3、如果原始对象发生变化（增加或者减少属性），其他克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码； 4、在实现深度克隆时候，可能需要比较复杂的代码； 缺点：需要为每一个类配备一个克隆方法，对全新的类来说不是很难，但是对已存在的类进行改造时，需要修改器源代码，违背了OCP原则。
    • 建造者模式
      • 注意事项和细节： 1、客户端（使用程序）不必知道产品的内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象； 2、每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便的替换具体建造者或者增加新的具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象； 3、可以更精细的控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。 4、增加新的具体建造者无需修改原有类库代码，指挥者针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”； 5、建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制； 6、如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得庞大，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式； 7、抽象工厂模式VS建造者模式 抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂产生即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新的产品
      • 分为：产品，抽象建造者，具体建造者，指挥者
      • 传统集成方式建造
        • 比较好理解，操作简单
        • 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展性和维护性不好，把产品和建造产品的过程封装到了一起，耦合性增强了
        • 解决办法：将产品和产品的建造过程解耦
      • 建造者模式
        • StringBuilder
          • appendable接口（抽象建造者）
          • abstractStringBuilder实现了appendable（具体建造者，不能实例化）
          • stringBuilder继承了abstractStringBuilder；充当了指挥者角色，同时充当了建造者
      • 主要解决差异化很小，同时最大程度上解耦的产品的创建过程
    • 工厂模式
      • 简单工厂模式
      • 工厂方法模式
      • 抽象工厂模式
        • 简单工厂和工厂方法结合
      • 1、将实例化对象的代码提取出来，放到一个类中统一管理和维护，达到和主项目的依赖关系解耦。从而提高项目的扩展性和可维护性； 2、设计模式的依赖抽象原则； 3、不要让类继承具体类，而是继承抽象类或者实现接口； 4、不要覆盖基类中已经实现的方法。
  • 结构性模式
    • 适配器模式
    • 桥接模式
    • 装饰模式
    • 组合模式
    • 外观模式
    • 享元模式
    • 代理模式
  • 行为模式
    • 模板方法模式
    • 命令模式
    • 访问者模式
    • 迭代器模式
    • 观察者模式
    • 中介者模式
    • 备忘录模式
    • 解释器模式（Interpreter模式）
    • 状态模式
    • 策略模式
    • 职责链模式（责任链模式）
• 层次
  • 第一层：刚开始学习编程，听说过什么是设计模式
  • 第二层：有很长时间的编程经验，自己写了很多代码，其中用到了设计模式，但是自己却不知道
  • 第三层：学习过设计模式，发现自己已经在使用了，并且发现了一些新的模式挺好用的
  • 第四层：阅读了很多别人的源码和框架，在其中看到别人设计模式，并且能够领会设计模式的精妙和带来的好处
  • 第五层：代码写着写着，自己都没有意识到用了设计模式，并且熟练的写了出来