【27】23种设计模式

一、概述

这次来讲一下23种设计模式，这是老生常谈的话了，实际运用中，能熟练并且完全掌握的设计模式，大家估计都寥寥无几。首先需要明白一点，你认为的设计模式的作用是什么？不是别人认为的，也不是百度认为的。而我认为的设计模式，是为了提供给我们更好的在开发设计中，让功能具有可扩展性，灵活性，可复用性的方法。也许在不断地了解这些模式之后，会对这个认识不断优化，得出你最终认为的价值。

如果按照以往方式去讲设计模式，估计就不用讲了，我认为菜鸟教程已经把23种设计模式讲的很明白，大家也可以直接去看教程。因此，这次我决定换个方式来讲一下23种设计模式的应用。让大家看看源码当中是如何运用这些设计模式的。

二、设计模式

由于只是了解设计模式，在贴源码的过程中，会有系统源码、第三方库源码、又或者省略很多关注设计中不重要的代码，可以根据贴的类名去查看源码文件。本次的讲的方式也会依照设计模式分类：创建、结构、行为分开进行书写。

1.单例模式

使用场景：用于创建唯一的对象实例，常见于管理全局状态或资源。

注意：虽然使用静态类也可以实现唯一实例，管理全局。但是在扩展方面：比如继承和多态，内存管理：比如延迟创建，垃圾回收，线程安全等都有限制。

java 复制代码

	//WindowManagerGlobal.java
    private WindowManagerGlobal() {
    }
    @UnsupportedAppUsage
    public static WindowManagerGlobal getInstance() {
        synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
            if (sDefaultWindowManager == null) {
                sDefaultWindowManager = new WindowManagerGlobal();
            }
            return sDefaultWindowManager;
        }
    }

在WindowManagerImpl中，将操作View的行为交给了WindowManagerGlobal去操作，其中使用的就是单例模式。不过这里使用的（伪）双重锁的方式实现的单例模式，实际上的最佳实现还是使用静态内部类的方式实现单例模式，可以自行了解。

2.工厂模式

使用场景：用于创建对象，通常用户替代直接使用new关键字。

注意：这个模式的了解对后续的抽象工厂模式会有帮助。

java 复制代码

//BitmapFactory.jva
   public static Bitmap decodeFile(String pathName) {
        return decodeFile(pathName, null);
    }
    
    public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id) {
        return decodeResource(res, id, null);
    }

    public static Bitmap decodeStream(InputStream is) {
        return decodeStream(is, null, null);
    }

和传统的工厂模式有点点区别，这是通过提供多个静态接口来展现的工厂模式，根据传入的资源类型，创建不同的适配的bitmap对象。传统的工厂模式，可能根据传入的tag，name等等来判断创建不同的对象。

可以看到，工厂提供的产品是抽象的，具体的产品是外部使用者决定的，而不需要关注创建的细节，根据传入的参数，决定工厂创建什么具体产品返回。

3.抽象工厂模式

使用场景：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

java 复制代码

//LayoutInflater.java
    public static LayoutInflater from(@UiContext Context context) {
        LayoutInflater LayoutInflater =
                (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
        if (LayoutInflater == null) {
            throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
        }
        return LayoutInflater;
    }

    public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root) {
        return inflate(parser, root, root != null);
    }

布局加载泵通过context#getSystemService就是一个创建抽象工厂创建具体工厂的过程，inflate像之前讲到的工厂模式，根据传入的布局xml解析的结果，创建不同的View。

4.建造者模式

使用场景：用于构建复杂对象的各个部分，并允许按步骤创建对象。

java 复制代码

//AlertDialog.java
AlertDialog dialog = new AlertDialog.Builder(context)
        .setTitle("Title")
        .setMessage("Message")
        .setPositiveButton("OK", new DialogInterface.OnClickListener() {
            public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                // Do something
            }
        })
        .setNegativeButton("Cancel", new DialogInterface.OnClickListener() {
            public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                // Do something
            }
        })
        .create();
dialog.show();

这里直接给出了使用方式，更容易关注到建造的过程。建造者模式更适合建造出一个组合，各个建造过程中传入的对象都会在组合中承担角色。

5.原型模式

使用场景：用于创建重复的对象，同时又能保证性能。

注意：这里的例子涉及native层的拷贝，不能了解模式的使用过程，建议看菜鸟驿站的原型模式例子理解。

java 复制代码

//Bitmap.java
    public Bitmap copy(@NonNull Config config, boolean isMutable) {
        checkRecycled("Can't copy a recycled bitmap");
        if (config == Config.HARDWARE && isMutable) {
            throw new IllegalArgumentException("Hardware bitmaps are always immutable");
        }
        noteHardwareBitmapSlowCall();
        Bitmap b = nativeCopy(mNativePtr, config.nativeInt, isMutable);
        if (b != null) {
            b.setPremultiplied(mRequestPremultiplied);
            b.mDensity = mDensity;
        }
        return b;
    }

这里强调是重复的对象，因为通过构造函数创建对象的过程中，会对字段逐个初始化，特别是对象比较复杂的情况下，克隆（拷贝）可以显著提高性能。

结构型

6.适配器模式

使用场景：用于将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作。

注意：给出的是源码的使用方式，具体可以看JetPack#RecycleView的源码实现和使用方式。

java 复制代码

//PopupWindowVisibility.java
        ArrayAdapter<String> autoAdapter = new ArrayAdapter<String>(this,
                android.R.layout.simple_dropdown_item_1line, COUNTRIES);
        AutoCompleteTextView textView = findViewById(R.id.auto);
        textView.setAdapter(autoAdapter);

通过适配器接口，将用户输入的内容，转换成另一个接口适配的内容，这就是适配器工作的原理。

7.桥接模式

使用场景：用于将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

java 复制代码

//RecyclerView使用
	private RecyclerView recyclerViewA;
	private RecyclerView recyclerViewB;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        recyclerViewA = findViewById(R.id.recyclerView1);
        recyclerViewA.setLayoutManager(new LinearLayoutManager(this));
        recyclerViewA.setAdapter(new OneItemAdapter(itemList));

		recyclerViewB = findViewById(R.id.recyclerView2);
		recyclerViewB.setLayoutManager(new LinearLayoutManager(this));
		recyclerViewB.setAdapter(new TwoItemAdapter(itemList));
    }

在分离抽象和实现的前提下，还有就是避免类爆炸，当一个类有多个维度的变化时，会导致类的数量急剧增加，这点很重要。使用桥接模式，我们只需要独立的扩展抽象部分和实现部分。

举例：一个图形类，它可以有不同颜色，或者再多一个维度，如果不使用桥接模式，我们就需要根据形状和颜色的这些维度组合进行排列组合，这样类的增加数量就是指数级的。

8.组合模式

使用场景：用于将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。

java 复制代码

//ViewGroup.java
@UiThread
public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager {
    @UnsupportedAppUsage
    protected ArrayList<View> mDisappearingChildren;
}

ViewGroup本身继承View，管理了一个集合来存储它的子View。简化树形结构中对象的处理，无论它们是单个对象还是组合对象。

试想一下，建立的ViewTree，通过List管理ViewGroupA、ViewGroupB，它们每个视图组下，又有若干个其他的子视图View，它们当中也有的View可能是一个ViewGroup，包含其他的子视图View，形成的树形结构。

9.装饰器模式

//未完待续