java设计模式有几种，Java设计模式的介绍及分类

Java设计模式主要分为三大类：创建型模式、结构型模式和行怵型模式，创建型模式包括工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式；结构型模式包括适配器模式、装饰者模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式和享元模式；行为型模式包括策略模式、模板方法模式、观察者模式、状态模式、访问者模式、责任链模式和命令模式，总共共有23种Java设计模式。

Java设计模式有几种？带你了解

作为一名Java开发者，你是否曾在项目开发过程中，为如何提高代码的可读性、可维护性和可扩展性而苦恼？设计模式正是解决这些问题的利器，Java设计模式有几种呢？下面,就让我带你地了解一下。

Java设计模式的介绍

Java设计模式是指在软件开发过程中，为了解决某些常见问题而总结出的一系列经验法则，它可以帮助我们写出更加优雅、高效和可维护的代码，Java设计模式主要分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

创建型模式

创建型模式主要关注对象的创建过程,以下是一些常见的创建型模式：

1. 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

   • 优点：节省资源,避免频繁创建和销毁对象。
   • 缺点：可能导致内存泄漏,难以扩展。

2. 工厂方法模式（Factory Method）：定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。

   
   • 优点：提高代码的灵活性和可扩展性。
   • 缺点：如果产品类较多,会增加系统复杂度。

3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：产品类较多时,系统复杂度较高。

4. 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：构建过程较为复杂。

5. 原型模式（Prototype）：通过复制现有的实例来创建新的实例。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：复制操作可能消耗较多资源。

结构型模式

结构型模式主要关注类和对象的组合,以下是一些常见的结构型模式：

1. 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口,使原本接口不兼容的类可以一起工作。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

2. 装饰器模式（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责,而不改变其接口。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：可能导致性能下降。

3. 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

4. 外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个统一的接口,使子系统更加容易使用。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：可能导致系统复杂度较高。

5. 桥接模式（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离,使它们都可以独立地变化。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

行为型模式

行为型模式主要关注对象之间的通信,以下是一些常见的行为型模式：

1. 策略模式（Strategy）：定义一系列算法，把它们一个个封装起来,并使它们可以互相替换。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

2. 模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

3. 观察者模式（Observer）：对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：可能导致性能下降。

4. 状态模式（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

5. 命令模式（Command）：将请求封装为一个对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。

   • 优点：提高代码的复用性和可扩展性。
   • 缺点：系统复杂度较高。

通过以上对Java设计模式的介绍，相信你已经对Java设计模式有了更深入的了解，在实际开发过程中，选择合适的设计模式，可以大大提高代码的质量和效率，设计模式并非万能,关键在于如何根据实际情况灵活运用。

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创建型模式

1. 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，通过双重检查锁定（DCL）或枚举方式实现，适用于数据库连接池、配置管理等场景。
2. 工厂方法模式：定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪个类，通过抽象类或接口解耦对象创建与使用，避免直接new操作，提升可扩展性。
3. 抽象工厂模式：创建一组相关或依赖对象的家族，无需指定具体类，适用于跨平台开发（如创建不同操作系统的按钮、菜单），支持多维度扩展。

结构型模式

1. 适配器模式：将不兼容的接口转换为统一接口，解决遗留系统整合问题，分为类适配器（继承）和对象适配器（组合），常用于第三方库兼容性开发。
2. 装饰器模式：动态添加对象功能，无需修改原有代码，通过组合方式实现，如Java IO流中的InputStreamReader和BufferedReader的嵌套使用。
3. 代理模式：控制对对象的访问，分为远程代理（跨网络调用）、虚拟代理（延迟加载）和保护代理（权限控制），适用于资源管理、安全校验等场景。

行为型模式

1. 观察者模式：实现一对多依赖关系，当主题状态变化时通知所有观察者，通过接口回调机制，如Java的EventListener和事件源设计。
2. 策略模式：定义算法族，动态替换算法实现，将算法与业务逻辑解耦，如支付方式切换（支付宝、微信、银联）的统一接口封装。
3. 命令模式：将请求封装为对象，支持参数化操作和操作队列，适用于事务回滚、日志记录等场景，如Spring框架的事务管理。

并发模式

1. 生产者-消费者模式：通过线程间协作实现数据缓冲，使用阻塞队列（如Java的BlockingQueue）避免资源竞争。
2. 线程池模式：复用线程资源，管理并发数量，通过Executor框架优化系统性能，防止资源耗尽。
3. 状态模式：根据对象状态切换行为，如线程的运行、阻塞、终止状态，通过状态对象封装状态逻辑。

JVM相关模式

1. 单例模式的双重检查锁定：在多线程环境下通过volatile关键字和同步块保证线程安全，避免内存可见性问题。
2. 享元模式：共享大量细粒度对象，减少内存占用，适用于文本渲染（如Java的Swing组件复用）和数据库连接池优化。
3. 模板方法模式：定义算法骨架，子类实现具体步骤，如Java的Collections.sort()方法，通过抽象类定义流程，子类重写比较逻辑。

设计模式的核心价值在于解决软件设计中的常见问题，提升代码的可维护性、可扩展性和复用性。创建型模式通过封装对象创建逻辑，降低系统耦合度；结构型模式通过组合或继承优化类结构，简化复杂系统的层次关系；行为型模式则通过封装对象交互方式，增强系统的灵活性和响应能力。

实际应用中需注意：设计模式并非万能，需根据具体场景选择。单例模式在单线程环境下可能引发资源竞争，需结合volatile关键字或枚举方式确保线程安全；适配器模式可能增加代码复杂度，需权衡接口兼容性与维护成本；观察者模式若未正确处理事件订阅与取消，可能导致内存泄漏。

合理选择设计模式的关键在于理解业务需求与技术约束。策略模式适合需要频繁切换算法的场景，而责任链模式则适用于层级审批流程；装饰器模式可动态扩展功能，但过度使用可能引发“类爆炸”问题。

：Java设计模式体系涵盖创建、结构、行为、并发等多领域，开发者需结合实际场景灵活运用，掌握核心模式不仅能提升代码质量，还能在复杂系统中实现模块化设计，降低维护成本。设计模式的本质是通过抽象和封装，将复杂问题简化为可管理的组件，是软件工程中不可或缺的工具。