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《Java 后端面试经》设计模式篇

🚀你了解的设计模式有哪些?
🚀在 Spring 框架中都用到了哪些设计模式，并举例说明？
🚀设计模式的原则有哪些？
🚀谈谈单例模式？

🚀你了解的设计模式有哪些?

总的设计模式有 23 种，可以分为三大类：

创建型模式(共五种)：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(共七种)：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(共十一种)：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。

🚀在 Spring 框架中都用到了哪些设计模式，并举例说明？

单例模式：Spring 中的 Bean 默认情况下都是单例的。
工厂模式：工厂模式主要是通过 BeanFactory 和 ApplicationContext 来生产 Bean 对象。
代理模式：最常见的 AOP 的实现方式就是通过代理来实现，Spring 主要是使用 JDK 动态代理和 CGLIB 代理。
模板方法模式：主要是一些对数据库操作的类用到，比如 JdbcTemplate、JpaTemplate，因为查询数据库的建立连接、执行查询、关闭连接几个过程，非常适用于模板方法。
观察者模式：定义对象键一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知被制动更新，如 Spring中listener 的实现 ApplicationListener.
适配器模式：SpringMVC 中的适配器 HandlerAdatper，它会根据 Handler 规则执行不同的 Handler. 即 DispatcherServlet 根据 HandlerMapping 返回的 handler，向 HandlerAdatper 发起请求处理 Handler. HandlerAdapter 根据规则找到对应的 Handler 并让其执行，执行完毕后Handler 会向 HandlerAdapter 返回一个 ModelAndView，最后由 HandlerAdapter 向DispatchServelet 返回一个 ModelAndView.
策略模式：Spring 框架的资源访问 Resource 接口。该接口提供了更强的资源访问能力，Spring 框架本身大量使用了 Resource 接口来访问底层资源。Resource 接口是具体资源访问策略的抽象，也是所有资源访问类所实现的接口。

🚀设计模式的原则有哪些？

设计模式共有六大原则，分别是：单一职责原则、开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、迪米特法则：

单一职责：一个类只负责一个功能领域中相应的职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。
开闭原则：软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。其含义是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
里氏代换原则：通俗点讲，只要父类能出现的地方子类就可以出现，而且替换为子类也不会产生任何错误或异常，使用者可能根本就不需要知道是父类还是子类。但是，反过来就不行了，有子类出现的地方，父类未必就能适应。
依赖倒转原则：这个是开闭原则的基础，具体内容：真对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
接口隔离原则：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。所以上文中多次出现：降低依赖，降低耦合。
迪米特法则：为什么叫最少知道原则，就是说：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。

🚀谈谈单例模式？

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。例如，在 Hiberate 框架中的 SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建 Session 对象，SessionFactory 并不是轻量级的，一般情况下一个项目通常只需要一个 SessionFactory，这时使用的就是单列模式。

饿汉式单例模式：

public class Singleton {    
	private static Singleton instance = new Singleton();     
	// 私有构造方法，保证外界无法直接实例化。     
	private Singleton() {}     
	// 通过公有的静态方法获取对象实例     
	public static Singleton getInstace() {   
	     return instance;     
    } 
}

懒汉式单例模式：

public class Singleton { 
    private static Singleton instance = null;     
    // 私有构造方法，保证外界无法直接实例化。     
    private Singleton() {}     
    // 通过公有的静态方法获取对象实例     
    public static Singleton getInstace() {
         if (instance == null) {             
         	instance = new Singleton();      
         }        
         return instance;     
     } 
}

在懒汉式单例模式基础上实现线程同步：

public class Singleton {
     private static Singleton instance = null;  
     // 私有构造方法，保证外界无法直接实例化。     
     private Singleton() {}     
     // 通过公有的静态方法获取对象实例     
     public static synchronized  Singleton getInstace() {         
	     if (instance == null) {             
	     	instance = new Singleton();         
	     }         
     	 return instance;     
     } 
}

上述代码对静态方法 getInstance() 进行同步，以确保多线程环境下只创建一个实例。如果getInstance() 方法未被同步，并且线程 A 和线程 B 同时调用此方法，则执行 if (instance == null) 语句时都为真，那么线程 A 和线程 B 都会创建一个对象，在内存中就会出现两个对象，这样就违反了单例模式。而使用 synchronized 关键字进行同步后，则不会出现此种情况。

优缺点：

解决了线程安全问题
效率低，每个线程在想获得类的实例的时候，执行 getInstance() 方法都要进行同步，而其实这个方法只执行一次实例化代码代码就够了，对方法进行同步的效率太低。

双重检查的懒汉单例模式：

public class Singleton {
     private static volatile Singleton instance;  
     // 私有构造方法，保证外界无法直接实例化。     
     private Singleton() {}     
     // 通过公有的静态方法获取对象实例     
     public static synchronized Singleton getInstace() {         
	     if (instance == null) {  
	     	synchronized(Singleton.class) {
	     		if (instance == null) {
	     			instance = new Singleton(); 
	     		}
	     	}
	     }         
     	 return instance;     
     } 
}