GoF（Gang of Four，四人组/四人帮） | 1995 年 | 《Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software》（设计模式：可复用面向对象软件的基础）

面向对象设计原则的实际运用



一、创建型模式（Creational Patterns）——如何创建对象？

将对象的创建与使用分离

- 类创建型模式
  1. 工厂方法（FactoryMethod）模式
    定义一个用于创建产品的接口，由子类决定生产什么产品。主要解决接口选择的问题，创建过程延迟到子类进行。
    应用：
    Spring中的FactoryBean
    MyBatis中事务模块和数据源模块等
    数据库访问
    hibernate只需换方言和驱动就可以换数据库
    日志记录器（记录地方不同:本地硬盘，系统事件，远程调用）
    设计连接服务器框架的协议（协议不同：http，pop3，imap）
  2. 抽象工厂（AbstractFactory）模式
    提供一个创建产品族的接口，其每个子类可以生产一系列相关的产品。
    应用：
    生成不同操作系统的程序（操作系统不同，操作系统上的程序）
- 对象创建型模式
  1. 单例（Singleton）模式
    某个类只能生成一个实例，该类提供了一个全局访问点供外部获取该实例。
    应用：
    【避免对资源的多重占用】
    Windows多进程多线程，所有文件处理必须通过唯一实例进行，以免出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象；
    要求生产唯一序列号；
    【减少频繁创建和销毁实例的内存开销】
    Spring中创建的Bean实例默认都是单例模式存在的；
    web中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来；
    创建一个对象需要消耗资源过多，比如I/O，数据库的链接 数据库连接池。
  2. 原型（Prototype）模式
    将一个对象作为原型，通过对其进行复制而克隆出多个和原型类似的新实例。
    应用：
    JAVA中的 Object clone()方法。
    【原型模式一般与工厂方法模式一起出现。】
  3. 建造者（Builder）模式
    使用多个简单的对象一步步构建成一个复杂的对象。
    应用：
    【建造者模式将调用时的set格式转为了更优雅的连续"."的方式】
    StringBuilder。

二、结构型模式（Structural Patterns）——如何实现对象的组合

- 类结构型模式——釆用继承机制来组织接口和类
  1. 适配器（Adapter）模式（分为类结构型模式和对象结构型模式两种）
    适配器继承或依赖已有的对象，实现想要的接口。将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类能一起工作。
    应用：
    Spring中在对于AOP的处理中有Adapter模式，由于Advisor链需要的是MethodInterceptor（拦截器）对象，所以每一个Advisor中的Advice都要适配成对应的MethodInterceptor对象。
- 对象结构型模式——釆用组合或聚合来组合对象
  1. 代理（Proxy）模式
    客户端通过代理间接地访问该对象，从而限制、增强或修改该对象的一些特性。
    使用代理类增强一个类的某个或某些方法。方法级别的增强。
    应用：
    spring的aop实现使用的代理模式，比如JdkDynamicAopProxy和Cglib2AopProxy。
  2. 桥接（Bridge）模式
    将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现的，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
    应用：
    【调度者】
    JDK提供的JDBC数据库访问接口API正是经典的桥接模式的实现者；
    MVC模式中，C桥接了M和V。
  3. 装饰（Decorator）模式
    在不想增加很多子类的情况下设置一个扩展类，现有类继承/实现此类，从而动态地给已有对象添加功能。

  4. 要求：1，装饰者中含有被装饰者的引用 2，装饰者和被装饰者应该实现同一个类型
    应用：
    spring中用到的包装器模式在类名上有两种表现：一种是类名中含有Wrapper，另一种是类名中含有Decorator；
    所有模型都需要一个获得模型层图片的方法，则让他们都继承/实现一个已有获得图片方法的类。
  5. 外观（Facade）模式
    为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，使这些子系统更加容易被访问。向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。
  6. 享元（Flyweight）模式
    运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。
    应用：
    JAVA中的String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓冲池里面；
    数据库的连接池
  7. 组合（Composite）模式
    将对象组合成树状层次结构，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。
    树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

三、行为型模式（Behavioral Patterns）——对象如何交互及分配职责

- 类行为模式——采用继承机制来在类间分派行为
  1. 模板方法（Template Method）模式
    定义一个操作中的算法骨架，在每个继承的子类重写通用方法，不改变父类方法结构。
    应用：
    Spring中的JdbcTemplate中的execute方法；
    AmqpTemplate；
    RedisTemplate;
    【一般用到xxTemplate的属性来操作，即使用了模板模式】；
    spring中对hibernate的支持，将一些已经定好的方法封装起来，比如开启事务，获取session，关闭session等，程序员不用重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存；
    【为防止恶意操作，一般模板方法都加上final关键词】
  2. 解释器（Interpreter）模式
    提供如何定义语言的文法，以及对语言句子的解释方法，即解释器。
    应用：
    编译器，运算表达式计算；
    JAVA中如果碰到可以用expression4J代替
- 对象行为模式——采用组合或聚合在对象间分配行为
  1. 策略（Strategy）模式
    转if-else为方法。
    定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换，且算法的改变不会影响使用算法的客户。实现接口的形式。
    应用：
    spring中在实例化对象的时候用到Strategy模式；
    JAVA AWT中的LayoutManager。
  2. 命令（Command）模式
    将一个请求封装为一个对象，从而用不同的请求对客户进行参数化，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。
    应用：
    structs 1中的action核心控制器ActionServlet只有一个，相当于invoker，而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类，相当于具体的command；
    GUI中每一个按钮都是一条命令；
    模拟CMD。
  3. 职责链（Chain of Responsibility）模式
    把请求从链中的一个对象传到下一个对象，直到请求被响应为止。
    无须关心处理细节和请求传递，只需将请求发送到责任链上即可。
    应用：
    JS中的事件冒泡；
    JAVA WEB中 Apache Tomcat 对Encoding的处理；
    Structs2的拦截器；
    jsp Servlet 的Filter。
  4. 状态（State）模式
    对象的行为依赖于它的状态（属性），且可以根据其状态改变而改变它的相关行为。
  5. 观察者（Observer）模式
    当一个对象发生改变时，把这种改变通知给其他多个对象，从而影响其他对象的行为。
    应用：
    spring中Observer模式常用的地方是listener的实现。如ApplicationListener。
  6. 中介者（Mediator）模式
    定义一个中介对象来简化原有对象之间的交互关系，使原有对象之间不必相互了解。
  7. 迭代器（Iterator）模式
    提供一种方法顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。
    应用：
    iterator
  8. 访问者（Visitor）模式
    在不改变集合元素的前提下，每个元素有多个访问者对象访问。
    在被访问的类里面加一个对外提供访问者的接口来进行判断。
    应用：
    报表 UI 拦截器，过滤器
  9. 备忘录（Memento）模式
    在不破坏封装性的前提下，获取并保存一个对象的某个状态，以便以后恢复它。
    应用：
    【恢复历史记录】
    虚拟机中的快照功能；
    打游戏的存档；
    Windows里的ctrl +z；
    浏览器中的后退；
    【处理事务回滚】
    数据库的事务管理。

由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低，满足“合成复用原则”，所以对象结构型模式比类结构型模式具有更大的灵活性。