Java 设计模式：软件开发的精髓与艺

一、设计模式的起源

设计模式的概念最早可以追溯到 1994 年，由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 四位大师合著的《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书。这本书被誉为 “四人帮”（Gang of Four，GoF）的经典之作，书中总结了 23 种设计模式，为软件开发提供了宝贵的指导。

二、设计模式的分类

设计模式主要分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式

创建型模式关注对象的创建过程，旨在以适当的方式创建对象，增强代码的灵活性和可复用性。常见的创建型模式有：

• 单例模式（Singleton Pattern）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
• 工厂模式（Factory Pattern）：定义一个创建对象的接口，由子类决定实例化哪一个类。
• 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：提供一个接口，创建相关或依赖对象的家族，而无需指定具体类。
• 建造者模式（Builder Pattern）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
• 原型模式（Prototype Pattern）：通过复制现有的实例来创建新的对象，而不是通过实例化类。

2. 结构型模式

结构型模式关注类和对象的组合，旨在以适当的方式组合对象，形成更大的结构。常见的结构型模式有：

• 适配器模式（Adapter Pattern）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
• 装饰器模式（Decorator Pattern）：动态地给对象添加一些额外的职责，而不影响其他对象。
• 代理模式（Proxy Pattern）：为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问。
• 桥接模式（Bridge Pattern）：将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
• 组合模式（Composite Pattern）：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构，使用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

3. 行为型模式

行为型模式关注对象之间的协作，旨在以适当的方式让对象之间进行通信和协作，完成特定的任务。常见的行为型模式有：

• 策略模式（Strategy Pattern）：定义一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换使用。
• 模板方法模式（Template Method Pattern）：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变算法结构即可重新定义算法的某些特定步骤。
• 观察者模式（Observer Pattern）：定义对象间的一对多依赖，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
• 命令模式（Command Pattern）：将请求封装为对象，从而可用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象，支持可撤销的操作。
• 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合。

三、设计模式的实践

1. 单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。以下是一个简单的单例模式实现：

public class Singleton {
   
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
   }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
   
        if (instance == null