java的设计模式大体上分为三大类：

  • 创建型模式（5种）：工厂方法模式，抽象工厂模式，单例模式，建造者模式，原型模式。
  • 结构型模式（7种）：适配器模式，装饰器模式，代理模式，外观模式，桥接模式，组合模式，享元模式。
  • 行为型模式（11种）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

    设计模式遵循的原则有6个：

    1、开闭原则（Open Close Principle）
    对扩展开放，对修改关闭。
    2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
    只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。
    3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
    这个是开闭原则的基础，对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
    4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
    使用多个隔离的借口来降低耦合度。
    5、迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
    一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。
    6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）
    原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。继承实际上破坏了类的封装性，超类的方法可能会被子类修改。

    1. 工厂模式（Factory Method）

    常用的工厂模式是静态工厂，利用static方法，作为一种类似于常见的工具类Utils等辅助效果，一般情况下工厂类不需要实例化。 ```java interface food{}

class A implements food{} class B implements food{} class C implements food{} public class StaticFactory { private StaticFactory(){}

  1. public static food getA(){  return new A(); }
  2. public static food getB(){  return new B(); }
  3. public static food getC(){  return new C(); }

}

class Client{ //客户端代码只需要将相应的参数传入即可得到对象 //用户不需要了解工厂类内部的逻辑。 public void get(String name){ food x = null ; if ( name.equals(“A”)) { x = StaticFactory.getA(); }else if ( name.equals(“B”)){ x = StaticFactory.getB(); }else { x = StaticFactory.getC(); } } }

  1. <br /> 
  2. <a name="tiFdG"></a>
  3. ### 2. 抽象工厂模式（Abstract Factory）
  4. 一个基础接口定义了功能，每个实现接口的子类就是产品，然后定义一个工厂接口，实现了工厂接口的就是工厂，这时候，接口编程的优点就出现了，我们可以新增产品类（只需要实现产品接口），只需要同时新增一个工厂类，客户端就可以轻松调用新产品的代码。<br />抽象工厂的灵活性就体现在这里，无需改动原有的代码，毕竟对于客户端来说，静态工厂模式在不改动StaticFactory类的代码时无法新增产品，如果采用了抽象工厂模式，就可以轻松的新增拓展类。<br />实例代码：
  5. ```java
  6. interface food{}
  8. class A implements food{}
  9. class B implements food{}
  11. interface produce{ food get();}
  13. class FactoryForA implements produce{
  14.     @Override
  15.     public food get() {
  16.         return new A();
  17.     }
  18. }
  19. class FactoryForB implements produce{
  20.     @Override
  21.     public food get() {
  22.         return new B();
  23.     }
  24. }
  25. public class AbstractFactory {
  26.     public void ClientCode(String name){
  27.         food x= new FactoryForA().get();
  28.         x = new FactoryForB().get();
  29.     }
  30. }

3. 单例模式（Singleton）

在内部创建一个实例，构造器全部设置为private，所有方法均在该实例上改动，在创建上要注意类的实例化只能执行一次，可以采用许多种方法来实现，如Synchronized关键字，或者利用内部类等机制来实现。
5.懒汉式和饿汉式的安全和性能区别：
（1） 线程安全：饿汉式在线程还没出现之前就已经实例化了，所以饿汉式一定是线程安全的。懒汉式加载是在使用时才会去new 实例的，那么你去new的时候是一个动态的过程，是放到方法中实现的，比如： 

  1. public static synchronized Singleton getInstance(){
  2.  if(instance == null){
  3.     //什么时候用就什么时候new
  4.     instance = new Singleton();
  5. }

如果这个时候有多个线程访问这个实例，这个时候实例还不存在，还在new，就会进入到方法中，有多少线程就会new出多少个实例。一个方法只能return一个实例，那最终return出哪个呢？是不是会覆盖很多new的实例？这种情况当然也可以解决，那就是加同步锁，避免这种情况发生 。
（2）执行效率：饿汉式没有加任何的锁，因此执行效率比较高。懒汉式一般使用都会加同步锁，效率比饿汉式差。_（3）内存使用：饿汉式在一开始类加载的时候就实例化，无论使用与否，都会实例化，所以会占据空间，浪费内存。懒汉式什么时候用就什么时候实例化，不浪费内存。

  1. public class Single {
  3.     //饿汉式：
  4.     private static Single single=new Single();
  6.     public Single() {
  7.     }
  9.     public static Single getSingle(){
  10.         return single;
  11.     }
  13. }
  2.     //懒汉式：
  3.     private static Single2 single=null;
  5.     private Single2(){
  7.     }
  8.     /**
  9.      * 懒汉模式在使用时，容易引起不同步问题，所以应该创建同步"锁"
  10.      * @return
  11.      */
  12.     public static Single2 getSingle(){
  13.         if(single==null){
  14.             synchronized (Single2.class){
  15.                 single=new Single2();
  16.             }
  17.         }
  18.         return single;
  19.     }
  20. }

4.建造者模式（Builder）

在了解之前，先假设有一个问题，我们需要创建一个学生对象，属性有name,number,class,sex,age,school等属性，如果每一个属性都可以为空，也就是说我们可以只用一个name,也可以用一个school,name,或者一个class,number，或者其他任意的赋值来创建一个学生对象，这时该怎么构造？
难道我们写6个1个输入的构造函数，15个2个输入的构造函数…….吗？这个时候就需要用到Builder模式了。给个例子，大家肯定一看就懂：

  1. public class Builder {
  3.     static class Student{
  4.         String name = null ;
  5.         int number = -1 ;
  6.         String sex = null ;
  7.         int age = -1 ;
  8.         String school = null ;
  9. 　　　　　//构建器，利用构建器作为参数来构建Student对象
  10.         static class StudentBuilder{
  11.             String name = null ;
  12.             int number = -1 ;
  13.             String sex = null ;
  14.             int age = -1 ;
  15.             String school = null ;
  16.             public StudentBuilder setName(String name) {
  17.                 this.name = name;
  18.                 return  this ;
  19.             }
  21.             public StudentBuilder setNumber(int number) {
  22.                 this.number = number;
  23.                 return  this ;
  24.             }
  26.             public StudentBuilder setSex(String sex) {
  27.                 this.sex = sex;
  28.                 return  this ;
  29.             }
  31.             public StudentBuilder setAge(int age) {
  32.                 this.age = age;
  33.                 return  this ;
  34.             }
  36.             public StudentBuilder setSchool(String school) {
  37.                 this.school = school;
  38.                 return  this ;
  39.             }
  40.             public Student build() {
  41.                 return new Student(this);
  42.             }
  43.         }
  45.         public Student(StudentBuilder builder){
  46.             this.age = builder.age;
  47.             this.name = builder.name;
  48.             this.number = builder.number;
  49.             this.school = builder.school ;
  50.             this.sex = builder.sex ;
  51.         }
  52.     }
  54.     public static void main( String[] args ){
  55.         Student a = new Student.StudentBuilder().setAge(13).setName("LiHua").build();
  56.         Student b = new Student.StudentBuilder().setSchool("sc").setSex("Male").setName("ZhangSan").build();
  57.     }
  58. }

5. 原型模式（Protype）

原型模式就是讲一个对象作为原型，使用clone()方法来创建新的实例。

  1. /* clone方法实现浅拷贝 */
  2. public class ShallowCopy {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         Age a=new Age(20);
  5.         Student stu1=new Student("摇头耶稣",a,175);
  7.         //通过调用重写后的clone方法进行浅拷贝
  8.         Student stu2=(Student)stu1.clone();
  9.         System.out.println(stu1.toString());
  10.         System.out.println(stu2.toString());
  12.         //尝试修改stu1中的各属性，观察stu2的属性有没有变化
  13.         stu1.setName("大傻子");
  14.         //改变age这个引用类型的成员变量的值
  15.         a.setAge(99);
  16.         //stu1.setaAge(new Age(99));    使用这种方式修改age属性值的话，stu2是不会跟着改变的。因为创建了一个新的Age类对象而不是改变原对象的实例值
  17.         stu1.setLength(216);
  18.         System.out.println(stu1.toString());
  19.         System.out.println(stu2.toString());
  20.     }
  21. }
  23. /*
  24.  * 创建年龄类
  25.  */
  26. class Age{
  27.     //年龄类的成员变量（属性）
  28.     private int age;
  29.     //构造方法
  30.     public Age(int age) {
  31.         this.age=age;
  32.     }
  34.     public int getAge() {
  35.         return age;
  36.     }
  38.     public void setAge(int age) {
  39.         this.age = age;
  40.     }
  42.     public String toString() {
  43.         return this.age+"";
  44.     }
  45. }
  46. /*
  47.  * 创建学生类
  48.  */
  49. class Student implements Cloneable{
  50.     //学生类的成员变量（属性）,其中一个属性为类的对象
  51.     private String name;
  52.     private Age aage;
  53.     private int length;
  54.     //构造方法,其中一个参数为另一个类的对象
  55.     public Student(String name,Age a,int length) {
  56.         this.name=name;
  57.         this.aage=a;
  58.         this.length=length;
  59.     }
  60.     //eclipe中alt+shift+s自动添加所有的set和get方法
  61.     public String getName() {
  62.         return name;
  63.     }
  65.     public void setName(String name) {
  66.         this.name = name;
  67.     }
  69.     public Age getaAge() {
  70.         return this.aage;
  71.     }
  73.     public void setaAge(Age age) {
  74.         this.aage=age;
  75.     }
  77.     public int getLength() {
  78.         return this.length;
  79.     }
  81.     public void setLength(int length) {
  82.         this.length=length;
  83.     }
  84.     //设置输出的字符串形式
  85.     public String toString() {
  86.         return "姓名是： "+this.getName()+"， 年龄为： "+this.getaAge().toString()+", 长度是： "+this.getLength();
  87.     }
  88.     //重写Object类的clone方法
  89.     public Object clone() {
  90.         Object obj=null;
  91.         //调用Object类的clone方法，返回一个Object实例
  92.         try {
  93.             obj= super.clone();
  94.         } catch (CloneNotSupportedException e) {
  95.             e.printStackTrace();
  96.         }
  97.         return obj;
  98.     }
  99. }

此处使用的是浅拷贝，关于深浅拷贝，大家可以另行查找相关资料。

  1. package linearList;
  2. /* 层次调用clone方法实现深拷贝 */
  3. public class DeepCopy {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         Age a=new Age(20);
  6.         Student stu1=new Student("摇头耶稣",a,175);
  8.         //通过调用重写后的clone方法进行浅拷贝
  9.         Student stu2=(Student)stu1.clone();
  10.         System.out.println(stu1.toString());
  11.         System.out.println(stu2.toString());
  12.         System.out.println();
  14.         //尝试修改stu1中的各属性，观察stu2的属性有没有变化
  15.         stu1.setName("大傻子");
  16.         //改变age这个引用类型的成员变量的值
  17.         a.setAge(99);
  18.         //stu1.setaAge(new Age(99));    使用这种方式修改age属性值的话，stu2是不会跟着改变的。因为创建了一个新的Age类对象而不是改变原对象的实例值
  19.         stu1.setLength(216);
  20.         System.out.println(stu1.toString());
  21.         System.out.println(stu2.toString());
  22.     }
  23. }
  25. /*
  26.  * 创建年龄类
  27.  */
  28. class Age implements Cloneable{
  29.     //年龄类的成员变量（属性）
  30.     private int age;
  31.     //构造方法
  32.     public Age(int age) {
  33.         this.age=age;
  34.     }
  36.     public int getAge() {
  37.         return age;
  38.     }
  40.     public void setAge(int age) {
  41.         this.age = age;
  42.     }
  44.     public String toString() {
  45.         return this.age+"";
  46.     }
  48.     //重写Object的clone方法
  49.     public Object clone() {
  50.         Object obj=null;
  51.         try {
  52.             obj=super.clone();
  53.         } catch (CloneNotSupportedException e) {
  54.             e.printStackTrace();
  55.         }
  56.         return obj;
  57.     }
  58. }
  59. /*
  60.  * 创建学生类
  61.  */
  62. class Student implements Cloneable{
  63.     //学生类的成员变量（属性）,其中一个属性为类的对象
  64.     private String name;
  65.     private Age aage;
  66.     private int length;
  67.     //构造方法,其中一个参数为另一个类的对象
  68.     public Student(String name,Age a,int length) {
  69.         this.name=name;
  70.         this.aage=a;
  71.         this.length=length;
  72.     }
  73.     public String getName() {
  74.         return name;
  75.     }
  77.     public void setName(String name) {
  78.         this.name = name;
  79.     }
  81.     public Age getaAge() {
  82.         return this.aage;
  83.     }
  85.     public void setaAge(Age age) {
  86.         this.aage=age;
  87.     }
  89.     public int getLength() {
  90.         return this.length;
  91.     }
  93.     public void setLength(int length) {
  94.         this.length=length;
  95.     }
  96.     public String toString() {
  97.         return "姓名是： "+this.getName()+"， 年龄为： "+this.getaAge().toString()+", 长度是： "+this.getLength();
  98.     }
  99.     //重写Object类的clone方法
  100.     public Object clone() {
  101.         Object obj=null;
  102.         //调用Object类的clone方法——浅拷贝
  103.         try {
  104.             obj= super.clone();
  105.         } catch (CloneNotSupportedException e) {
  106.             e.printStackTrace();
  107.         }
  108.         //调用Age类的clone方法进行深拷贝
  109.         //先将obj转化为学生类实例
  110.         Student stu=(Student)obj;
  111.         //学生类实例的Age对象属性，调用其clone方法进行拷贝
  112.         stu.aage=(Age)stu.getaAge().clone();
  113.         return obj;
  114.     }
  115. }

6.适配器模式（Adapter）

适配器模式的作用就是在原来的类上提供新功能。主要可分为3种：

  • 类适配：创建新类，继承源类，并实现新接口，例如 

    1. class  adapter extends oldClass  implements newFunc{}

  • 对象适配：创建新类持源类的实例，并实现新接口，例如 

    1. class adapter implements newFunc { private oldClass oldInstance ;}

  • 接口适配：创建新的抽象类实现旧接口方法。例如 

    1. abstract class adapter implements oldClassFunc { void newFunc();}

    7.装饰模式（Decorator）

    给一类对象增加新的功能，装饰方法与具体的内部逻辑无关。例如：

    1. interface Source{ void method();}
    2. public class Decorator implements Source{
    4.   private Source source ;
    5.   public void decotate1(){
    6.       System.out.println("decorate");
    7.   }
    8.   @Override
    9.   public void method() {
    10.       decotate1();
    11.       source.method();
    12.   }
    13. }

    8.代理模式（Proxy）

    客户端通过代理类访问，代理类实现具体的实现细节，客户只需要使用代理类即可实现操作。
    这种模式可以对旧功能进行代理，用一个代理类调用原有的方法，且对产生的结果进行控制。

    1. interface Source{ void method();}
    2. public class Decorator implements Source{
    4.   private Source source ;
    5.   public void decotate1(){
    6.       System.out.println("decorate");
    7.   }
    8.   @Override
    9.   public void method() {
    10.       decotate1();
    11.       source.method();
    12.   }
    13. }

    9.外观模式（Facade）

    为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，定义一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。这句话是百度百科的解释，有点难懂，但是没事，看下面的例子，我们在启动停止所有子系统的时候，为它们设计一个外观类，这样就可以实现统一的接口，这样即使有新增的子系统subSystem4,也可以在不修改客户端代码的情况下轻松完成。

    1. public class Facade {
    2.   private subSystem1 subSystem1 = new subSystem1();
    3.   private subSystem2 subSystem2 = new subSystem2();
    4.   private subSystem3 subSystem3 = new subSystem3();
    6.   public void startSystem(){
    7.       subSystem1.start();
    8.       subSystem2.start();
    9.       subSystem3.start();
    10.   }
    12.   public void stopSystem(){
    13.       subSystem1.stop();
    14.       subSystem2.stop();
    15.       subSystem3.stop();
    16.   }
    17. }

    10.桥接模式（Bridge）

    这里引用下http://www.runoob.com/design-pattern/bridge-pattern.html的例子。Circle类将DrwaApi与Shape类进行了桥接，代码： ```java interface DrawAPI { public void drawCircle(int radius, int x, int y); } class RedCircle implements DrawAPI { @Override public void drawCircle(int radius, int x, int y) {

    1.   System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
    2.           + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");

    } } class GreenCircle implements DrawAPI { @Override public void drawCircle(int radius, int x, int y) {

    1.   System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
    2.           + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");

    } }

abstract class Shape { protected DrawAPI drawAPI; protected Shape(DrawAPI drawAPI){ this.drawAPI = drawAPI; } public abstract void draw(); }

class Circle extends Shape { private int x, y, radius;

  1. public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
  2.     super(drawAPI);
  3.     this.x = x;
  4.     this.y = y;
  5.     this.radius = radius;
  6. }
  8. public void draw() {
  9.     drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
  10. }

}

//客户端使用代码 Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle()); Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle()); redCircle.draw(); greenCircle.draw();

  1. <a name="sIcp3"></a>
  2. ### 11.组合模式（Composite）
  3. 组合模式是为了表示那些层次结构，同时部分和整体也可能是一样的结构，常见的如文件夹或者树。举例：
  4. ```java
  5. abstract class component{}
  7. class File extends  component{ String filename;}
  9. class Folder extends  component{
  10.     component[] files ;  //既可以放文件File类，也可以放文件夹Folder类。Folder类下又有子文件或子文件夹。
  11.     String foldername ;
  12.     public Folder(component[] source){ files = source ;}
  14.     public void scan(){
  15.         for ( component f:files){
  16.             if ( f instanceof File){
  17.                 System.out.println("File "+((File) f).filename);
  18.             }else if(f instanceof Folder){
  19.                 Folder e = (Folder)f ;
  20.                 System.out.println("Folder "+e.foldername);
  21.                 e.scan();
  22.             }
  23.         }
  24.     }
  26. }

12.享元模式（Flyweight）

使用共享对象的方法，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯。通常使用工厂类辅助，例子中使用一个HashMap类进行辅助判断，数据池中是否已经有了目标实例，如果有，则直接返回，不需要多次创建重复实例。

  1. abstract class flywei{ }
  3. public class Flyweight extends flywei{
  4.     Object obj ;
  5.     public Flyweight(Object obj){
  6.         this.obj = obj;
  7.     }
  8. }
  10. class  FlyweightFactory{
  11.     private HashMap<Object,Flyweight> data;
  13.     public FlyweightFactory(){ data = new HashMap<>();}
  15.     public Flyweight getFlyweight(Object object){
  16.         if ( data.containsKey(object)){
  17.             return data.get(object);
  18.         }else {
  19.             Flyweight flyweight = new Flyweight(object);
  20.             data.put(object,flyweight);
  21.             return flyweight;
  22.         }
  23.     }
  24. }