面试必问：设计模式篇

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-06-29 02:52 30阅读 0赞

# 面试必问：设计模式篇 #

**1. 单例模式**

保证系统中一类只有一个实例并且提供对外访问。其优点是：由于在系统内存中只存在一个对象，故可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式无疑可以提高系统的性能；其缺点是：由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。多用于web应用设计以及各种池的设计。实现要点是：**构造函数私有化，类定义中含有一个该类的静态私有对象，以及一个暴露单例的静态方法。**

**1）饿汉模式**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

将对象放在类成员变量中，这样就可以在类加载时初始化实例。

优点：线程安全(jvm保证在多个线程想要加载类时，只有一个线程能加载，其它线程需要等待)。

缺点：**创建一些暂时不需要使用的单例，耗费资源，降低启动速度。**

**2）懒汉模式**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
将创建的工作放在暴露方法中。

优点：延迟加载，资源利用率高。

缺点：线程不安全。

**3）双重检测锁**

为了实现线程安全可采用如下方式：  
![在这里插入图片描述][20200110112833157.png]

上述方案是线程安全，但是如果getInstance()方法被多个线程频繁的调用，会造成大量的锁争用而阻塞，将会导致程序执行性能的下降。反之，如果getInstance()方法不会被多个线程频繁的调用，那么这个延迟初始化方案将能提供令人满意的性能。改进方案为双重检测锁机制，即在创建实例的时候加锁。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

**4）静态内部类实现**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

当多个线程同时初始化同一类或接口时会有初始化锁与之对应，因此最后只会有一个线程执行初始化操作，其它线程则等待。

优点：线程安全，延迟加载(兼顾高效并发和延迟加载的特点)

缺点：无

5）枚举方式

class Resource\{ \}

public enum SomeThing \{

INSTANCE;

private Resource instance;

SomeThing() \{

instance = new Resource();

public Resource getInstance() \{ return instance; \}

enum类似class

优点：实现简单，避免反射和反序列化的漏洞。

缺点：无。

**2. 工厂模式**

将对象的创建统一管理，同时屏蔽创建类的复杂过程的一种设计方法。

**1）简单工厂模式**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

通过传入参数的不同，返回不同的实例；

优点：简单

缺点：不易扩展，如果增加类，则要修改factory。

**2）工厂方法模式**

![在这里插入图片描述][20200110113018204.png]

![在这里插入图片描述][20200110113047706.png]

如图所示：为每一个类均创建一个工厂,如果要使用某个car，则调用具体的car的factory即可。

优点：可扩展(增加类和factory即可)。

缺点：程序变复杂。

简单工厂模式与工厂方法模式对比？

1）简单工厂模式结构、代码更简单，客户端编程也简单(工厂方法模式需要知道各种工厂类）。

2）工厂方法模式符合设计模式，易于扩展

一般使用简单工厂模式。

**3）抽象工厂模式(属于设计模式)**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
抽象工厂方式用来生成不同产品族(所谓产品族是指一系列产品组成的集合，如热带工厂)的全部产品

优点：保证客户端始终只使用同一个产品族中的对象，方便扩展产品族(非产品)

缺点：不易修改产品族类内容(如在产品族中新增一个产品)，同时类的结构变得复杂

**3.责任链模式**

请求在一系列处理对象之间传递，直到某个对象决定处理此请求。每个具体的处理器均有处理程序以及指向下一个处理器的指针，处理器顺序的维护在client中或者配置文件中定义。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

优点:

1.  客户端和处理程序松耦合

客户端只需要提交处理请求即可，并不需要关心如何来处理请求，在职责链模式中，请求者并不知道接收者是谁，也不知道具体如何处理，请求者只是负责向职责链发送请求就可以了。而每个职责对象也不用管请求者或者是其他的职责对象，只负责处理自己的部分，其他的就交给其他的职责对象去处理。也就是说，请求者和接受者是完全解耦的。

1.  动态组合职责

职责链模式会把功能处理分散到单独的职责对象中，然后再使用的时候，可以动态组合职责形成职责链，从而可以灵活地给对象分配职责，也可以灵活地实现和改变对象的职责。

**应用场景**

1）java的异常处理机制。一个try可以对应多个catch，从上外下依次来匹配exception

2 ) servlet的过滤器机制

3）springmvc的拦截器机制

**4.观察者模式**

**让多个观察者对象同时监听某一个主题对象**\*\*。这个主题对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己\*\*\*\*，核心在于被观察者中维护一个观察者的链表，如果被观察者对象有变化就会遍历这个链表通知观察者。因此核心在于两个角色：观察者与被观察者。\*\*

优点： Subject和Observer之间是松偶合的。缺点：如果Observer过多，Subject通知时会花费大量时间。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

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**5. 装饰模式**

动态的给对象添加新功能，核心：被装饰者(基类)、装饰者接口、用来装饰的具体类。

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