Java案例有哪些经典的设计模式？

本文目录导读：

1. 创建型模式（关注对象创建机制）
2. 结构型模式（关注类/对象的组合）
3. 行为型模式（关注对象间通信与职责分配）
4. Java开发中额外高频使用的模式
5. 如何快速判断一个模式？

Java经典设计模式通常分为创建型、结构型和行为型三大类，共23种（GoF模式），在实际的Java开发（尤其是Spring、JDK、Java EE）中，以下几种最常见且最具代表性。

创建型模式（关注对象创建机制）

单例模式（Singleton）

• 场景：保证一个类仅有一个实例，提供全局访问点。
• Java经典实现：Runtime.getRuntime()、Spring默认的Bean作用域（singleton）。
• 核心代码：私有构造器 + 静态方法返回唯一实例（推荐使用枚举或双重校验锁）。

工厂方法模式 & 抽象工厂模式

• 场景：将对象创建逻辑封装，实现“开闭原则”。
• Java经典案例：
  • java.util.Collection接口的iterator()方法（工厂方法）。
  • Spring的BeanFactory（工厂模式）。
  • 数据库连接池（如HikariCP创建Connection对象）。

建造者模式（Builder）

• 场景：构建复杂对象，分离构造与表示。
• Java经典案例：
  • StringBuilder / StringBuffer。
  • Lombok的@Builder注解。
  • 不可变对象（如java.util.ImmutableList）。

原型模式（Prototype）

• 场景：通过克隆创建对象，避免重复初始化。
• Java经典案例：Object.clone()（需实现Cloneable接口），例如ArrayList的浅拷贝。

结构型模式（关注类/对象的组合）

适配器模式（Adapter）

• 场景：使不兼容的接口协同工作。
• Java经典案例：
  • java.io.InputStreamReader（将InputStream适配为Reader）。
  • Spring AOP的AdvisorAdapter。
  • Arrays.asList()（将数组转换为List适配器）。

代理模式（Proxy）

• 场景：控制对对象的访问，例如延迟加载、权限控制。
• Java经典案例：
  • 静态代理：Thread与Runnable。
  • 动态代理：JDK动态代理（java.lang.reflect.Proxy）和CGLIB（Spring AOP默认）。

装饰器模式（Decorator）

• 场景：动态添加行为，比继承更灵活。
• Java经典案例：
  • java.io.BufferedInputStream装饰FileInputStream。
  • javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper。

外观模式（Facade）

• 场景：为复杂子系统提供统一入口。
• Java经典案例：java.net.URL（封装网络通信细节）。

行为型模式（关注对象间通信与职责分配）

观察者模式（Observer）

• 场景：一对多依赖，状态变化自动通知。
• Java经典案例：
  • java.util.Observer / Observable（JDK 9之前）。
  • Spring事件机制：ApplicationListener + ApplicationEvent。
  • 消息队列（如Kafka发布/订阅）。

策略模式（Strategy）

• 场景：算法可互换，封装变化点。
• Java经典案例：
  • java.util.Comparator接口（排序策略不同）。
  • Spring的Resource接口（文件/HTTP等访问策略）。
  • 电商折扣计算（普通价、会员价、促销价）。

模板方法模式（Template Method）

• 场景：固定骨架+子类实现具体步骤。
• Java经典案例：
  • AbstractList的addAll()（内部调用子类实现的add()）。
  • Spring的JdbcTemplate（执行SQL固定流程，回调处理结果）。
  • Servlet的doGet()/doPost()。

责任链模式（Chain of Responsibility）

• 场景：请求沿链传递直到被处理。
• Java经典案例：
  • javax.servlet.Filter（filter链）。
  • Spring Security的SecurityFilterChain。
  • Java日志框架（Logger按级别向上传播）。

迭代器模式（Iterator）

• 场景：统一集合遍历方式。
• Java经典案例：java.util.Iterator（所有Collection的实现）。

Java开发中额外高频使用的模式

如何快速判断一个模式？

1. “工厂”：凡是名称带有Factory、Builder、Provider的，大概率是创建型模式。
2. “包装”：InputStream、Buffered、Wrapper，常是装饰器或适配器。
3. “回调”：Listener、Handler、Callback，常是观察者或模板方法。
4. “可插拔”：Strategy、Policy，常是策略模式。

在Java面试或实际开发中,单例、工厂、代理、观察者、策略、模板方法是最常被问及、也最实用的六个模式，理解它们与Spring、JDK框架的结合点，会让你对Java设计有更深刻的认识。