设计模式是对软件设计问题常见问题的通用解决方案，使用设计模式可以提高代码的可读性、可维护性和复用性。此外，设计模式还为设计决策提供了共同的语言和框架。

一般来说，设计模式可以分为三类：创建型模式、结构型模式、行为模式。

创建型模式提供了对象创建和使用分离的机制。
结构型模式关注对象和类如何组装成更大结构的方式。
行为模式负责对象之间的沟通协作和职责委派。

学习资料：设计模式目录：22种设计模式、图说设计模式 — Graphic Design Patterns。

一、创建型（5）

创建型模式提供了对象创建和使用分离的机制。

包括单例模式、建造者模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式。

单例模式

设计模式 - Java中单例模式的6种写法及优缺点对比 - 瘦风 - 博客园

单例模式保证一个类只有一个实例，并提供访问这个实例的全局节点，比如Java中的Runtime、DriverManager等，Spring中的bean默认也都是单例的。

饿汉式

优点：线程安全；
缺点：类初始化时就实例化，但也许不会被使用，浪费内存（一般单例类用于全局资源管理，涉及较多资源，因此使用时再实例化更好）

class SingletonHungry {
    private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();

    private SingletonHungry() {
    }

    public static SingletonHungry getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉式

优点：延迟加载，节省内存；
缺点：线程不安全，多线程环境下可能会创建多个实例；
缺点（加锁）：线程安全，但效率低，只允许一个线程访问；

class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance;

    private SingletonLazy() {
    }

    /** 需要保证线程安全可以使用synchronized关键字 */
    public synchronized static SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }
    // public static SingletonLazy getInstance() {
    //     if (instance == null) {
    //         instance = new SingletonLazy();
    //     }
    //     return instance;
    // }
}

双重校验锁

优点：延迟加载，节省内存；线程安全；
缺点：需要JDK1.5以上版本支持（volatile关键字在JDK1.5版本后才能保证其可见性）；

class SingletonDoubleCheck {
    private static volatile SingletonDoubleCheck instance;

    private SingletonDoubleCheck() {
    }

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

为什么需要用volatile？

Java创建对象并不是原子操作，为了避免这个过程中的重排序，出现半个对象问题，使用Volatile禁止重排序，并保证多线程可见性

（比如避免new到一半被其他线程调用。）

静态内部类（推荐）

优点：1）延迟加载，节省内存（在调用getInstance()方法时才会加载SingletonHolder类）；2）JVM保证线程安全（类加载是线程安全，且只加载一次）。

class SingletonStaticInner {
    private SingletonStaticInner() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final SingletonStaticInner INSTANCE = new SingletonStaticInner();
    }

    public static SingletonStaticInner getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

枚举

优点：线程安全，防止序列化攻击和反射攻击。

缺点：所有属性必须在创建时指定，不可以延迟加载；占用内存比静态变量高。

enum SingletonEnum {
    INSTANCE; // 通过SingletonEnum.INSTANCE调用

    public void method() {
        System.out.println("SingletonEnum method");
    }
}

破坏单例模式的方式

反射：可以在构造函数中判断是否存在实例，存在直接抛出异常
序列化攻击：通过反序列化破坏单例▶不实现序列化接口，或者反序列化直接返回相关单例对象。
Clone：通过重写clone方法，抛出异常禁止复制（因为clone在Object中，不管是否实现Cloneable接口都可能被破坏）

建造者模式（Builder、生成器模式）

建造器模式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。

我的理解其实就是抽象出一个复杂对象的构建过程，向外提供一系列方法，提高代码可读性和可维护性。

比如Java中的StringBuilder，lombok的@Builder注解会生成建造者模式相关代码。

这里通常也会和写成流式接口，可以链式调用。

工厂方法模式

工厂模式超详解（代码示例）_工厂模式代码-CSDN博客

简单工厂模式将创建对象的过程交给工厂类负责，需要创建对象时直接找工厂获取。

public class TeaFactory {
    public ITea createTea(String type) {
        ITea tea = null;
        if (type.equals("longjing")) {
            tea = new LongjingTea();
        } else if (type.equals("biluochun")) {
            tea = new BiluochunTea();
        }
        if (tea != null) {
            tea.makeTea();
        }
        return tea;
    }
}

但是如果需要需要新增产品还需要修改原来的工厂类，不符合开闭原则；工厂类还需要负责每个产品的创建过程，不符合单一职责原则。

工厂方法模式将工厂也进行了抽象，提供了工厂接口，每种对象需要实现对相应的工厂类，由具体工厂类去决定实例化的对象。

也就是包括抽象工厂接口、具体工厂类、抽象产品、具体产品类。

1	ITeaFactory factory = new LongjingTeaFactory();

比如Java中的Calendar、Spring的BeanFactory、JDBC的DriverManager都是工厂模式。

抽象工厂模式

抽象工厂模式是在工厂模式基础上，可以创建一系列相关对象。

比如UI组件库（如按钮、文本框等）。

原型模式

原型模式用于通过克隆创建重复对象，省略了复杂对象创建过程，适合需要大量重复对象的场景。

需要实现Cloneable接口，比如Spring中指定bean为prototype模式，就会开启原型模式。

二、结构型（7）

结构型模式关注对象和类如何组装成更大结构的方式

包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰者模式、外观模式、享元模式、代理模式。

适配器模式

《JAVA与模式》之适配器模式 - java_my_life - 博客园

适配器模式是当接口不兼容时，引入适配器类允许将一个类转换为期望接口，使得原本不能一起工作的类一起工作。将接口之间解耦，扩展功能，增加复用性。

实现适配器模式有类适配器、对象适配器两种方式。

类适配器：将源类的方法转化为目标接口的方法，定义适配器类继承自源类并实现目标接口进行方法重写和转化。

对象适配器：定义适配器类继承/实现目标接口，里面包含一个源类对象，补充源类缺失的目标接口方法。

适用场景：第三方库不兼容，Java中的IO库通过适配器模式对不同的数据源进行适配。

桥接模式

桥接模式是指将抽象和实现分离，使得两者可以独立变化，适用于多个维度变化的场景。直白说就是抽象类里有抽象类对象。优势是解耦，扩展性强。

个人觉得三层架构实现就是桥接模式。

组合模式

组合模式是指将对象组合为属性

装饰器模式

外观模式

享元模式

代理模式

三、行为型（11）

行为模式负责对象之间的沟通协作和职责委派。

包括责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式。