Java 设计模式详解

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

关键点解析

volatile：防止指令重排
第一次 if：减少锁竞争
第二次 if：保证线程安全

1.3 最优解（枚举）

java 复制代码

public enum Singleton {
    INSTANCE;
}

防反射
防序列化
JVM 层面保证

2.工厂方法模式（Factory Method）

2.1 解决什么问题？

直接 new 导致高耦合
创建逻辑分散

2.2 示例

java 复制代码

interface Payment {
    void pay();
}

class AliPay implements Payment {
    public void pay() { System.out.println("支付宝支付"); }
}

class WeChatPay implements Payment {
    public void pay() { System.out.println("微信支付"); }
}

java 复制代码

class PaymentFactory {
    static Payment create(String type) {
        switch (type) {
            case "ALI": return new AliPay();
            case "WX": return new WeChatPay();
            default: throw new IllegalArgumentException();
        }
    }
}

2.3 反模式提醒

工厂里 switch 越来越大 → 应升级为策略 + 工厂

3.抽象工厂模式（Abstract Factory）

3.1 典型场景

一个"产品族"
不同数据库（MySQL / Oracle）
不同 UI 风格

java 复制代码

interface DaoFactory {
    UserDao createUserDao();
    OrderDao createOrderDao();
}

4.建造者模式（Builder）

4.1 解决问题

构造函数参数爆炸
可读性差
易传错参数

java 复制代码

User user = User.builder()
        .id(1)
        .name("Tom")
        .age(18)
        .email("a@b.com")
        .build();

Lombok 的 @Builder 就是建造者模式

5.原型模式（Prototype）

5.1 场景

对象创建成本高
配置对象复制

java 复制代码

class Config implements Cloneable {
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

四、结构型模式（Structural Patterns）

关注点：类或对象如何组合，如何解耦结构

6.代理模式（Proxy）【重点】

6.1 场景

AOP
权限校验
日志
事务

6.2 JDK 动态代理

java 复制代码

Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
    clazz.getClassLoader(),
    clazz.getInterfaces(),
    (proxy, method, args) -> {
        System.out.println("before");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("after");
        return result;
    }
);

Spring AOP = 动态代理

7.装饰器模式（Decorator）

7.1 核心思想

在不修改原类的情况下，增强功能

java 复制代码

InputStream in =
    new BufferedInputStream(
        new FileInputStream("a.txt"));

IO 流体系 = 装饰器模式教科书

8.适配器模式（Adapter）

8.1 场景

老接口不兼容
第三方 SDK 接入

java 复制代码

class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;
    public void request() {
        adaptee.oldRequest();
    }
}

9.外观模式（Facade）

9.1 场景

封装复杂子系统
对外提供简单入口

java 复制代码

JdbcTemplate = Facade

10.桥接模式（Bridge）

10.1 解决问题

多维度变化
避免类爆炸

11.组合模式（Composite）

11.1 场景

树形结构
菜单 / 组织架构

12.享元模式（Flyweight）

12.1 场景

大量细粒度对象
缓存复用

java 复制代码

String s = "abc"; // 字符串常量池

五、行为型模式（Behavioral Patterns）

关注点：对象之间如何协作、职责如何分配

13.策略模式（Strategy）【非常重要】

13.1 场景

支付方式
排序算法
风控规则

java 复制代码

interface Strategy {
    void execute();
}

java 复制代码

Map<String, Strategy> strategyMap;

Spring + 策略 = 干掉 if-else

14.模板方法模式（Template Method）

java 复制代码

abstract class AbstractService {
    public final void process() {
        validate();
        execute();
    }
}

JdbcTemplate

15.观察者模式（Observer）

事件监听
发布订阅

java 复制代码

ApplicationEventPublisher

16.责任链模式（Chain）

场景

审批流
Filter
拦截器

java 复制代码

FilterChain

17.状态模式（State）

订单状态
工作流引擎

18.命令模式（Command）

操作封装
撤销 / 重做

19.迭代器模式（Iterator）

java 复制代码

Iterator<E>

20.备忘录模式（Memento）

快照
回滚

21.访问者模式（Visitor）

编译器
复杂结构遍历

22.中介者模式（Mediator）

消息中心
解耦多对象通信

23.解释器模式（Interpreter）

规则引擎
表达式解析

六、Spring 中的设计模式总结

Spring 组件	使用的设计模式
BeanFactory	工厂
ApplicationContext	单例
AOP	代理
JdbcTemplate	模板方法
Event	观察者
HandlerMapping	策略
FilterChain	责任链