个人整理 - Java 后端面试题 - 设计模式篇

• 标 ★ 号的知识点为重要知识点

java 中有哪些代理模式？

最原始的静态代理。 以及 JDK 和 Cglib 的动态代理。

IO 流熟悉吗，用的什么设计模式？

装饰器模式、适配器模式

懒汉式的单例模式如何实现单例？

通过双重检测以及 synchronized,volatile 关键字实现。

介绍一下策略模式？

通过定义一个策略接口，将具体的算法逻辑实现交给子类实现，源代码只需要调用策略接口就行。

说说你所熟悉或听说过的 j2ee 中的几种常用模式?

IO 流的装饰器模式，Web 过滤器的责任链模式，Spring 的单例模式和工厂模式，
Spring 中根据不同配置方式进行初始化的策略模式

★ 简述一下你了解的 Java 设计模式（总结）

标星号的为常用设计模式

★单例模式：保证某个类只能有一个唯一实例，并提供一个全局的访问点。
★简单工厂：一个工厂类根据传入的参数决定创建出那一种产品类的实例。
工厂方法：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化那个类。
抽象工厂：创建一组相关或依赖对象族，比如创建一组配套的汉堡可乐鸡翅。
★建造者模式：封装一个复杂对象的构建过程，并可以按步骤构造，最后再build。
★原型模式：通过复制现有的实例来创建新的实例，减少创建对象成本（字段需要复杂计算或者创建成本高）。
 
★适配器模式：将一个类的方法接口转换成我们希望的另外一个接口。
★组合模式：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。（无限层级的知识点树）
★装饰模式：动态的给对象添加新的功能。
★代理模式：为对象提供一个代理以增强对象内的方法。
亨元（蝇量）模式：通过共享技术来有效的支持大量细粒度的对象（Integer中的少量缓存）。
★外观模式：对外提供一个统一的方法，来访问子系统中的一群接口。
桥接模式：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们都可以独立的变化（比如插座和充电器，他们之间相插是固定的，
但是至于插座是插在220V还是110V，充电器是充手机还是pad可以自主选择）。
 
★模板方法模式：定义一个算法步骤，每个小步骤由子类各自实现。
解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器。
★策略模式：定义一系列算法，把他们封装起来，并且使它们可以相互替换。
★状态模式：允许一个对象根据其内部状态改变而改变它的行为。
★观察者模式：被观测的对象发生改变时通知它的所有观察者。
备忘录模式：保存一个对象的某个状态，以便在适当的时候恢复对象。
中介者模式：许多对象利用中介者来进行交互，将网状的对象关系变为星状的（最少知识原则）。
命令模式：将命令请求封装为一个对象，可用于操作的撤销或重做。
访问者模式：某种物体的使用方式是不一样的，将不同的使用方式交给访问者，而不是给这个物体。（例如对铜的使用，造币厂
造硬币。雕刻厂造铜像，不应该把造硬币和造铜像的功能交给铜自己实现，这样才能解耦）
★责任链模式：避免请求发送者与接收者耦合在一起，让多个对象都有可能接收请求，将这些对象连接成一条链，
并且沿着这条链传递请求，直到有对象处理它为止。
迭代器模式：一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法，不暴露该对象的内部结构。

单例模式的 7 种写法：懒汉 2 种，枚举，饿汉 2 种，静态内部类，双重校验锁（推荐）。

• 懒汉式：懒加载，线程不安全

public class Singleton
{
    private static Singleton singleton;

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null)
            singleton = new Singleton();
        return singleton;
    }
}

• 懒汉式线程安全版：同步效率低

public class Singleton
{
    private static Singleton singleton;

    private Singleton()
    {
    }

    public synchronized static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null)
            singleton = new Singleton();
        return singleton;
    }
}

• 饿汉式：

public class Singleton
{
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        return singleton;
    }
}

• 饿汉式变种：

public class Singleton
{
    private static Singleton singleton;
    static
    {
        singleton = new Singleton();
    }

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        return singleton;
    }
}

• 静态内部类方式:利用 JVM 的加载机制，当使用到 SingletonHolder 才会进行初始化。

public class Singleton
{
    private Singleton()
    {
    }

    private static class SingletonHolder
    {
        private static final Singleton singleton = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        return SingletonHolder.singleton;
    }
}

• 枚举：

public enum Singletons
{
    INSTANCE;
    // 此处表示单例对象里面的各种方法
    public void Method()
    {
    }
}

• 双重校验锁:

public class Singleton
{
    private volatile static Singleton singleton;

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
        if (singleton == null)
        {
            synchronized (Singleton.class)
            {
                if (singleton == null)
                {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

★ 在工作中遇到过哪些设计模式，是如何应用的

• 工厂模式（生产题型）。
• 策略模式（进行判题）。
• 模板方法模式（阅卷、判断题目信息是否正确，如条件 1,2,3,三个条件分别由子类实现），
• 建造者模式（组装试卷生成器）
• 状态模式（根据试卷类型进行不同抽题）
• 适配器模式（适配其他微服务，类似防腐层）
• 外观模式（将一些使用较工具类封装简单一点）
• 代理模式（AOP 切面编程）
• 责任链模式（推送、日志等额外操作）
• 组合模式（无限层级的知识点）

★ 在装饰器模式和代理模式之间的区别？

装饰器模式注重的是对类的扩展。
代理模式针对的是对类中方法的增强。

★Dubbo 源码使用了哪些设计模式？

• 责任链模式：责任链中的每个节点实现 Filter 接口，然后由 ProtocolFilterWrapper，将所有 Filter 串连起来。
  Dubbo 的许多功能都是通过 Filter 扩展实现的，比如监控、日志、缓存、安全、telnet 以及 RPC 本身都是。

• 观察者模式：消费者在初始化的时候回调用 subscribe 方法，注册一个观察者，如果观察者引用的服务地址列表发生改变，
  就会通过 NotifyListener 通知消费者。

• 装饰器模式：比如 ProtocolFilterWrapper 类是对 Protocol 类的修饰。

• 工厂模式：如 ExtenstionLoader.getExtenstionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtenstion()。

★Spring 当中用到了哪些设计模式？

• 模板方法模式：例如 jdbcTemplate，通过封装固定的数据库访问比如获取 connection、获取 statement，关闭 connection、关闭 statement 等
  然后将特殊的 sql 操作交给用户自己实现。

• 策略模式：Spring 在初始化对象的时候，可以选择单例或者原型模式。

• 简单工厂：Spring 中的 BeanFactory 就是简单工厂模式的体现，根据传入一个唯一的标识来获得 bean 对象。

• 工厂方法模式：一般情况下,应用程序有自己的工厂对象来创建 bean.如果将应用程序自己的工厂对象交给 Spring 管理, 那么 Spring 管理的就不是普通的 bean,而是工厂 Bean。

• 单例模式：保证全局只有唯一一个对象。

• 适配器模式：SpringAOP 的 Advice 有如下：BeforeAdvice、AfterAdvice、AfterAdvice，而需要将这些增强转为 aop 框架所需的
  对应的拦截器 MethodBeforeAdviceInterceptor、AfterReturningAdviceInterceptor、ThrowsAdviceInterceptor。

• 代理模式：Spring 的 Proxy 模式在 aop 中有体现，比如 JdkDynamicAopProxy 和 Cglib2AopProxy。

• 装饰者模式：如 HttpServletRequestWrapper，自定义请求包装器包装请求，将字符编码转换的工作添加到 getParameter()方法中。

• 观察者模式：如启动初始化 Spring 时的 ApplicationListener 监听器。

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