常见设计模式 & 应用场景(面试Markdown,后端面试高频)
设计模式分三大类:创建型、结构型、行为型,挑开发中最常用的来讲,结合业务+Spring源码场景。
一、创建型模式:负责对象的创建
1. 单例模式
作用 :保证一个类全局只有一个实例,提供全局访问点。
场景:
- 工具类、配置管理器、线程池、数据库连接池
- Spring中默认Bean就是单例
实现:饿汉、DCL双重检查锁、静态内部类、枚举单例(防反射序列化)
2. 工厂模式(简单工厂、工厂方法、抽象工厂)
1)简单工厂:一个工厂类,根据参数创建不同对象。
缺点:新增产品要修改工厂代码,违反开闭原则。
场景:简单对象创建,业务变化不大。
2)工厂方法:一个产品对应一个工厂,每个工厂只生产一种产品。
场景:产品经常新增,比如多种消息发送:短信、邮件、站内信。
3)抽象工厂 :生产一组相关对象。
场景:整套组件,比如不同操作系统的按钮、输入框组件。
Spring BeanFactory就是工厂模式的体现。
3. 建造者模式
作用 :分步构建复杂对象,隔离对象构建和表示,同样构建过程可以产出不同对象。
场景:
- 对象属性多,构造函数参数爆炸;比如
Builder构建实体、DTO - 例子:MyBatis中
SqlSessionFactoryBuilder,Lombok的@Builder注解。
二、结构型模式:类/对象组合,组装成更大结构
1. 代理模式
分为静态代理、动态代理(JDK动态代理、CGLIB)
作用 :给目标对象提供代理对象,在不修改原有代码前提下做增强。
场景:
- AOP切面、日志、权限校验、事务控制、埋点统计
- Spring AOP底层就是动态代理。
JDK代理:基于接口;CGLIB:继承子类实现。
2. 装饰器模式
作用 :动态给对象增加额外功能,比继承更灵活。
场景 :IO流BufferedInputStream包装原始流;给原有对象叠加额外能力,不改动原有类。
3. 适配器模式
作用 :把一个类的接口,转换成客户端期望的另一个接口,做兼容适配。
场景:
- 接入第三方接口,第三方返回格式和我们系统不匹配,写适配器做转换
- SpringMVC
HandlerAdapter适配不同处理器。
4. 组合模式
作用 :树形结构,统一对待叶子节点和容器节点。
场景:菜单树、部门组织树、文件目录。
三、行为型模式:对象之间通信、算法、流程控制
1. 策略模式
作用 :把多种算法抽成策略接口实现,运行时动态替换,消灭大量if‑else。
场景:多种支付方式、多种折扣算法、多种导出方式。
Spring大量使用,比如Comparator。
2. 模板方法模式
作用 :父类定义固定流程骨架,可变步骤交给子类实现,final保证流程不被篡改,基于继承。
场景:流程固定,部分步骤不同;文件导入导出任务。
Spring:
JdbcTemplate就是典型模板方法。
3. 观察者模式(发布‑订阅)
作用 :一对多,主题变化,所有订阅者自动收到通知。
场景:事件通知、消息推送、事件监听。
Spring事件机制、MQ思想,GUI事件监听。
4. 责任链模式
作用 :多个处理者组成链条,请求沿着链条依次处理,可以传递或者终止。
场景:过滤器、拦截器、权限校验链、审批流程。
SpringMVC
Filter、Interceptor,MyBatis插件链。
5. 迭代器模式
作用 :统一遍历集合,对外隐藏底层集合结构。
场景:Java集合的Iterator迭代器。
6. 命令模式
把请求封装成对象,可以保存、排队、撤销。
场景:任务队列、撤销重做操作。
面试口述总结(可以直接背)
我平时接触比较多的分为创建、结构、行为三类。
创建型最常用单例、工厂、建造者,主要解决对象创建问题;单例保证全局唯一实例,工厂封装对象创建逻辑,建造者用于构建复杂多属性对象。
结构型常用代理、适配器、装饰器;代理用于功能增强,SpringAOP就是动态代理;适配器用来兼容不同接口;装饰器动态扩展对象能力。
行为型里面策略、模板方法、责任链、观察者 用得最多。
策略模式用来消除if‑else,动态切换算法;模板方法父类固定流程骨架,子类实现可变步骤;责任链适合一层层校验处理;观察者实现事件的发布订阅解耦。
很多设计模式在Spring、MyBatis源码中都有落地。