一、https://kdocs.cn/l/cn8o3MBg9yBN

二、每种设计模式全面介绍

三、典型具体模式：
1、创建型模式
（1）工厂模式
I)概念及举例：
我们将创建一个 Shape 接口和实现 Shape 接口的实体类。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
FactoryPatternDemo 类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（CIRCLE / RECTANGLE / SQUARE），以便获取它所需对象的类型。

II）使用场景
III）优点： 1、一个调用者想创建一个对象，只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高，如果想增加一个产品，只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现，调用者只关心产品的接口。
IV）缺点：每次增加一个产品时，都需要增加一个具体类和对象实现工厂，使得系统中类的个数成倍增加，在一定程度上增加了系统的复杂度，同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
V)注意事项：作为一种创建类模式，在任何需要生成复杂对象的地方，都可以使用工厂方法模式。有一点需要注意的地方就是复杂对象适合使用工厂模式，而简单对象，特别是只需要通过 new 就可以完成创建的对象，无需使用工厂模式。如果使用工厂模式，就需要引入一个工厂类，会增加系统的复杂度。
VI）应用实例： 
valueOf() 在包装类中，如Boolean, Integer 也使用了工厂方法模式
Spring框架中，就是使用了工厂模式来解决对象的创建

（2）单例模式
I）概念及举例
我们将创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。
SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo 类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

II）使用场景
意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。
关键代码：构造函数是私有的。
要求生产唯一序列号。
WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
III）优点
在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
IV）缺点
没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
V)注意事项
getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。
VI）应用实例：
Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
VII）实现方法：饿汉式、懒汉式、线程安全的懒汉式（双重检测锁和直接方法加锁）
（3）建造者模式
I)概念及举例
建造者（Builder）模式的主要角色如下。
产品角色（Product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个零部件。
抽象建造者（Builder）：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。
具体建造者(Concrete Builder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
指挥者（Director）：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。

II）使用场景
将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。主要解决在软件系统中，有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
何时使用：一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候。
如何解决：将变与不变分离开
1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
III）优点： 1、建造者独立，易扩展。 2、便于控制细节风险。
IV）缺点： 1、产品必须有共同点，范围有限制。 2、如内部变化复杂，会有很多的建造类。
V)注意事项（使用场景要注意）：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序。
关于Builder模式，我们一定要分清和模板方法的区别，其实就是到底谁承担了"监工"的责任，在模板方法中父类承担了这个责任，而在Builder中，有另外一个专门的类来完成这样的操作，这样做的好处是类的隔离，比如说在Main中，用户根本就不知道有Builder这个抽象类，同样的Director这个监工的根本就不管到底是哪一个实现类，因为任何一个都会被转换为父类，然后进行处理（面向抽象编程的思想），因此很好的实现了隔离，同样的这样设计的好处是复用了，隔离的越好复用起来就越方便，我们完全可以思考，假如还有另外一个监工，使用了不同的construct方法来组装这些复杂的事件，那么对于原来的代码我们不用做任何的修改，只用增加这样的一个监工类，然后定义好相应的方法就好了，之后再Main中使用，这样的一种思想使得我们不用修改源代码，复用（Builder以及其子类）就很方便了，同样的，如果想增加一个新的Builder的子类，只要照着父类的方法进行填充，再加上自己的方法就好了，完全不用修改代码，这也是一种复用，因此这种复用（组件）的思想在设计模式中随处可见，本质就是高内聚低耦合，组件开发，尽量不修改原来的代码，有可扩展性，理解了这一点，我们再看看模板方法，责任全放在了父类里，如果责任需要改变，则必须要修改父类中的责任方法了，这样就修改了原来的代码，不利于复用，这也是两者的本质区别。
VI）应用实例
JAVA 中的 StringBuilder

2、结构型模式
（1）适配器模式
I)概念及举例
适配器模式（Adapter）包含以下主要角色。
目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。
图1 类适配器模式的结构图

图2 对象适配器模式的结构图

II）使用场景
主要解决在软件系统中，常常要将一些"现存的对象"放到新的环境中，而新环境要求的接口是现对象不能满足的。
 1、系统需要使用现有的类，而此类的接口不符合系统的需要。 2、想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类，包括一些可能在将来引进的类一起工作，这些源类不一定有一致的接口。 3、通过接口转换，将一个类插入另一个类系中。
III）优点
1、可以让任何两个没有关联的类一起运行。 2、提高了类的复用。 3、增加了类的透明度。 4、灵活性好。
IV）缺点： 1、过多地使用适配器，会让系统非常零乱，不易整体进行把握。比如，明明看到调用的是 A 接口，其实内部被适配成了 B 接口的实现，一个系统如果太多出现这种情况，无异于一场灾难。因此如果不是很有必要，可以不使用适配器，而是直接对系统进行重构。 2.由于 JAVA 至多继承一个类，所以至多只能适配一个适配者类，而且目标类必须是抽象类。
有动机地修改一个正常运行的系统的接口，这时应该考虑使用适配器模式。
V)注意事项：适配器不是在详细设计时添加的，而是解决正在服役的项目的问题。
VI）应用实例
JAVA JDK 1.1 提供了 Enumeration 接口，而在 1.2 中提供了 Iterator 接口，想要使用 1.2 的 JDK，则要将以前系统的 Enumeration 接口转化为 Iterator 接口，这时就需要适配器模式。
在 LINUX 上运行 WINDOWS 程序。
JAVA 中的 jdbc

（2）装饰器模式
I)概念及举例
装饰模式主要包含以下角色。
抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
具体构件（ConcreteComponent）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。装饰模式的结构图如图 1 所示。
装饰模式的结构图
II）使用场景
意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。
主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。
何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。
如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。
关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。
当需要给一个现有类添加附加职责，而又不能采用生成子类的方法进行扩充时。例如，该类被隐藏或者该类是终极类或者采用继承方式会产生大量的子类。
当需要通过对现有的一组基本功能进行排列组合而产生非常多的功能时，采用继承关系很难实现，而采用装饰模式却很好实现。
当对象的功能要求可以动态地添加，也可以再动态地撤销时。
III）优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。
IV）缺点：多层装饰比较复杂。
V)注意事项：可代替继承。
VI）应用实例：装饰模式在 Java 语言中的最著名的应用莫过于 Java I/O 标准库的设计了。例如，InputStream 的子类 FilterInputStream，OutputStream 的子类 FilterOutputStream，Reader 的子类 BufferedReader 以及 FilterReader，还有 Writer 的子类 BufferedWriter、FilterWriter 以及 PrintWriter 等，它们都是抽象装饰类。下面代码是为 FileReader 增加缓冲区而采用的装饰类 BufferedReader 的例子：
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(“filename.txt”));String s = in.readLine();
（3）代理模式
I)概念及举例
我们将创建一个 Image 接口和实现了 Image 接口的实体类。ProxyImage 是一个代理类，减少 RealImage 对象加载的内存占用。
ProxyPatternDemo 类使用 ProxyImage 来获取要加载的 Image 对象，并按照需求进行显示。
代理模式的 UML 图

II）使用场景
当无法或不想直接引用某个对象或访问某个对象存在困难时，可以通过代理对象来间接访问。使用代理模式主要有两个目的：一是保护目标对象，二是增强目标对象。前面分析了代理模式的结构与特点，现在来分析以下的应用场景。
远程代理，这种方式通常是为了隐藏目标对象存在于不同地址空间的事实，方便客户端访问。例如，用户申请某些网盘空间时，会在用户的文件系统中建立一个虚拟的硬盘，用户访问虚拟硬盘时实际访问的是网盘空间。
虚拟代理，这种方式通常用于要创建的目标对象开销很大时。例如，下载一幅很大的图像需要很长时间，因某种计算比较复杂而短时间无法完成，这时可以先用小比例的虚拟代理替换真实的对象，消除用户对服务器慢的感觉。
安全代理，这种方式通常用于控制不同种类客户对真实对象的访问权限。
智能指引，主要用于调用目标对象时，代理附加一些额外的处理功能。例如，增加计算真实对象的引用次数的功能，这样当该对象没有被引用时，就可以自动释放它。
延迟加载，指为了提高系统的性能，延迟对目标的加载。例如，Hibernate中就存在属性的延迟加载和关联表的延时加载。
III）优点： 1、职责清晰。 2、高扩展性。 3、智能化。
IV）缺点： 1、由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。 2、实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。
V)注意事项： 1、和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。 2、和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。
对装饰器模式来说，装饰者（decorator）和被装饰者（decoratee）都实现同一个 接口。对代理模式来说，代理类（proxy class）和真实处理的类（real class）都实现同一个接口。他们之间的边界确实比较模糊，两者都是对类的方法进行扩展，具体区别如下：
1、装饰器模式强调的是增强自身，在被装饰之后你能够在被增强的类上使用增强后的功能。增强后你还是你，只不过能力更强了而已；代理模式强调要让别人帮你去做一些本身与你业务没有太多关系的职责（记录日志、设置缓存）。代理模式是为了实现对象的控制，因为被代理的对象往往难以直接获得或者是其内部不想暴露出来。
2、装饰模式是以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承方案的一个替代方案；代理模式则是给一个对象提供一个代理对象，并由代理对象来控制对原有对象的引用；
3、装饰模式是为装饰的对象增强功能；而代理模式对代理的对象施加控制，但不对对象本身的功能进行增强；
VI）应用实例
spring aop
VII）动态代理
3、行为型模式
（1）策略模式
　I) 概念及举例 ：
策略模式中有三个对象：
　　(1) 环境对象：该类中实现了对抽象策略中定义的接口或者抽象类的引用。
　　(2) 抽象策略对象：它可由接口或抽象类来实现。
　　(3) 具体策略对象：它封装了实现同不功能的不同算法。

刘备要到江东娶老婆了，走之前诸葛亮给赵云(伴郎)三个锦囊妙计，说是按天机拆开能解决棘手问题，嘿，还别说，真解决了大问题，搞到最后是周瑜陪了夫人又折兵，那咱们先看看这个场景是什么样子的。
　　先说说这个场景中的要素：三个妙计，一个锦囊，一个赵云，妙计是亮哥给的，妙计放在锦囊里，俗称就是锦囊妙计嘛，那赵云就是一个干活的人，从锦囊取出妙计，执行，然后获胜。用java程序怎么表现这些呢?
　　如下图

II）使用场景
 如果在一个系统里面有许多类，它们之间的区别仅在于它们的行为，那么使用策略模式可以动态地让一个对象在许多行为中选择一种行为。
一个系统需要动态地在几种算法中选择一种。
如果一个对象有很多的行为，如果不用恰当的模式，这些行为就只好使用多重的条件选择语句来实现。
设计原则是把一个类中经常改变或者将来可能改变的部分提取出来，作为一个接口(C++中可以用虚类)，然后在类中包含这个对象的实例，这样类的实例在运行时就可以随意调用实现了这个接口的类的行为。策略模式属于对象行为型模式，主要针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响 到客户端的情况下发生变化。通常，策略模式适用于当一个应用程序需要实现一种特定的服务或者功能，而且该程序有多种实现方式时使用。
III）优点
利用策略模式构建应用程序，可以根据用户配置等内容，选择不同有算法来实现应用程序的功能。具体的选择由环境对象来完成。采用这种方式可以避免由于使用条件语句而带来的代码混乱，提高应用程序的灵活性与条理性。
扩展性良好，实现开闭原则。
IV）缺点： 1、策略类会增多。 2、所有策略类都需要对外暴露。
V）注意事项：如果一个系统的策略多于四个，就需要考虑使用混合模式，解决策略类膨胀的问题。
VI)应用实例
JAVA AWT 中的 LayoutManager
（2）模板模式
I)概念及举例
1）抽象类/抽象模板（Abstract Class）抽象模板类，负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下。① 模板方法：定义了算法的骨架，按某种顺序调用其包含的基本方法。② 基本方法：是整个算法中的一个步骤，包含以下几种类型。
抽象方法：在抽象类中声明，由具体子类实现。
具体方法：在抽象类中已经实现，在具体子类中可以继承或重写它。
钩子方法：在抽象类中已经实现，包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。
2）具体子类/具体实现（Concrete Class）具体实现类，实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法，它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。模板方法模式的结构图如图 1 所示。
模板方法模式的结构图
II）使用场景
算法的整体步骤很固定，但其中个别部分易变时，这时候可以使用模板方法模式，将容易变的部分抽象出来，供子类实现。
当多个子类存在公共的行为时，可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。首先，要识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作。最后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。
当需要控制子类的扩展时，模板方法只在特定点调用钩子操作，这样就只允许在这些点进行扩展。
III） 优点：1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。
IV）缺点：每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。
V)注意事项：为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词
VI）应用实例
spring 中对 Hibernate 的支持，将一些已经定好的方法封装起来，比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等，程序员不重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存