设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。
设计模式分类：
创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。
结构型模式：把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。
行为型模式：类和对象如何交互，及划分责任和算法。
结构型模式
适配器模式（Adapter Pattern）
定义：Convert the interface of a class into another interface clients expect.Adapter lets classes work together that couldn't otherwise because of incompatible interfaces.（将一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。）
适配器模式类图：
类适配器：
- Target目标角色
该角色定义把其他类转换为何种接口，也就是我们的期望接口，例子中的IUserInfo接口就是目标角色。
- Adaptee源角色
你想把谁转换成目标角色，这个“谁”就是源角色，它是已经存在的、运行良好的类或对象，经过适配器角色的包装，它会成为一个崭新、靓丽的角色。
- Adapter适配器角色
适配器模式的核心角色，其他两个角色都是已经存在的角色，而适配器角色是需要新建立的，它的职责非常简单：把源角色转换为目标角色，怎么转换？通过继承或是类关联的方式。
使用场景：
你有动机修改一个已经投产中的接口时，适配器模式可能是最适合你的模式。比如系统扩展了，需要使用一个已有或新建立的类，但这个类又不符合系统的接口，怎么办？使用适配器模式，这也是我们例子中提到的。
💡注意事项：
详细设计阶段不要考虑使用适配器模式，使用主要场景为扩展应用中。
对象适配器和类适配器的区别：
类适配器是类间继承，对象适配器是对象的合成关系，也可以说是类的关联关系，这是两者的根本区别。（实际项目中对象适配器使用到的场景相对比较多）。
桥梁/桥接模式（Bridge Pattern）
定义：Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently.（将抽象和实现解耦，使得两者可以独立地变化。）
桥梁模式类图：
- Abstraction——抽象化角色
它的主要职责是定义出该角色的行为，同时保存一个对实现化角色的引用，该角色一般是抽象类。
- Implementor——实现化角色
它是接口或者抽象类，定义角色必需的行为和属性。
- RefinedAbstraction——修正抽象化角色
它引用实现化角色对抽象化角色进行修正。
- ConcreteImplementor——具体实现化角色
它实现接口或抽象类定义的方法和属性。
使用场景：
- 不希望或不适用使用继承的场景
- 接口或抽象类不稳定的场景
- 重用性要求较高的场景
💡注意：
发现类的继承有N层时，可以考虑使用桥梁模式。桥梁模式主要考虑如何拆分抽象和实现。
设计原则：
- Single Responsibility Principle：单一职责原则
单一职责原则有什么好处：
- 类的复杂性降低，实现什么职责都有清晰明确的定义；
- 可读性提高，复杂性降低，那当然可读性提高了；
- 可维护性提高，可读性提高，那当然更容易维护了；
- 变更引起的风险降低，变更是必不可少的，如果接口的单一职责做得好，一个接口修改只对相应的实现类有影响，对其他的接口无影响，这对系统的扩展性、维护性都有非常大的帮助。
ps：接口一定要做到单一职责，类的设计尽量做到只有一个原因引起变化。
单一职责原则提出了一个编写程序的标准，用“职责”或“变化原因”来衡量接口或类设计得是否优良，但是“职责”和“变化原因”都是不可度量的，因项目而异，因环境而异。
- Liskov Substitution Principle：里氏替换原则
定义：Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.
（所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。）
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。
定义中包含的四层含义：
- 子类必须完全实现父类的方法
- 子类可以有自己的个性
- 覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大
如果父类的输入参数类型大于子类的输入参数类型，会出现父类存在的地方，子类未必会存在，因为一旦把子类作为参数传入，调用者很可能进入子类的方法范畴。
- 覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小
父类的一个方法的返回值是一个类型T，子类的相同方法（重载或覆写）的返回值为S，那么里氏替换原则就要求S必须小于等于T，也就是说，要么S和T是同一个类型，要么S是T的子类。
- Interface Segregation Principle：接口隔离原则
接口分为两种：
实例接口（Object Interface）：Java中的类也是一种接口
类接口（Class Interface）： Java中经常使用Interface关键字定义的接口
隔离：建立单一接口，不要建立臃肿庞大的接口；即接口要尽量细化，同时接口中的方法要尽量少。
接口隔离原则与单一职责原则的不同：接口隔离原则与单一职责的审视角度是不相同的，单一职责要求的是类和接口职责单一，注重的是职责，这是业务逻辑上的划分，而接口隔离原则要求接口的方法尽量少。
- Dependence Inversion Principle：依赖倒置原则
原始定义：
①高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象；
②抽象不应该依赖细节（实现类）；
③细节应该依赖抽象。
依赖倒置原则在java语言中的体现：
①模块间的依赖通过抽象发生，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口或抽象类产生的；
②接口或抽象类不依赖于实现类；
③实现类依赖接口或抽象类。
依赖的三种写法：
①构造函数传递依赖对象（构造函数注入）
②Setter方法传递依赖对象（setter依赖注入）
③接口声明依赖对象（接口注入）
使用原则：
依赖倒置原则的本质就是通过抽象（接口或抽象类）使各个类或模块的实现彼此独立，不互相影响，实现模块间的松耦合，我们怎么在项目中使用这个规则呢？只要遵循以下的几个规则就可以：
①每个类尽量都有接口或抽象类，或者抽象类和接口两者都具备
②变量的表面类型尽量是接口或者是抽象类
③任何类都不应该从具体类派生（只要不超过两层的继承是可以忍受的）
④尽量不要复写基类的方法
⑤结合里氏替换原则使用
- Open Closed Principle：开闭原则
定义：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。
软件实体：项目或软件产品中按照一定的逻辑规则划分的模块、抽象和类、方法。
变化的三种类型：
①逻辑变化
只变化一个逻辑，而不涉及其他模块，比如原有的一个算法是ab+c，现在需要修改为ab*c，可以通过修改原有类中的方法的方式来完成，前提条件是所有依赖或关联类都按照相同的逻辑处理。
②子模块变化
一个模块变化，会对其他的模块产生影响，特别是一个低层次的模块变化必然引起高层模块的变化，因此在通过扩展完成变化时，高层次的模块修改是必然的。
③可见视图变化
可见视图是提供给客户使用的界面，如JSP程序、Swing界面等，该部分的变化一般会引起连锁反应（特别是在国内做项目，做欧美的外包项目一般不会影响太大）。可以通过扩展来完成变化，这要看我们原有的设计是否灵活。
组合模式（Composite Pattern）
定义：Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies.Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.（将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。）
组合模式类图：
- Component抽象构件角色
定义参加组合对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的行为或属性，比如我们例子中的getInfo就封装到了抽象类中。
- Leaf叶子构件
叶子对象，其下再也没有其他的分支，也就是遍历的最小单位。
- Composite树枝构件
树枝对象，它的作用是组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。
树枝构件的通用代码：
public class Composite extends Component {
//构件容器
private ArrayList<Component> componentArrayList = new ArrayList<Component>();
//增加一个叶子构件或树枝构件
public void add(Component component){
this.componentArrayList.add(component);
}
//删除一个叶子构件或树枝构件
public void remove(Component component){
this.componentArrayList.remove(component);
}
//获得分支下的所有叶子构件和树枝构件
public ArrayList<Component> getChildren(){
return this.componentArrayList;
}
}使用场景：
- 维护和展示部分-整体关系的场景，如树形菜单、文件和文件夹管理。
- 从一个整体中能够独立出部分模块或功能的场景。
💡注意：
只要是树形结构，就考虑使用组合模式。
装饰者模式（Decorator Pattern）
定义：Attach additional responsibilities to an object dynamically keeping the same interface.Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.（动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰模式相比生成子类更为灵活。）
装饰器模式类图：
- Component抽象构件
Component是一个接口或者是抽象类，就是定义我们最核心的对象，也就是最原始的对象，如上面的成绩单。
注意：在装饰模式中，必然有一个最基本、最核心、最原始的接口或抽象类充当Component抽象构件。
- ConcreteComponent 具体构件
ConcreteComponent是最核心、最原始、最基本的接口或抽象类的实现，你要装饰的就是它。
- Decorator装饰角色
一般是一个抽象类，做什么用呢？实现接口或者抽象方法，它里面可不一定有抽象的方法呀，在它的属性里必然有一个private变量指向Component抽象构件。
- 具体装饰角色
ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是两个具体的装饰类，你要把你最核心的、最原始的、最基本的东西装饰成其他东西，上面的例子就是把一个比较平庸的成绩单装饰成家长认可的成绩单。
使用场景：
- 需要扩展一个类的功能，或给一个类增加附加功能。
- 需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销。
- 需要为一批的兄弟类进行改装或加装功能，当然是首选装饰模式。
外观/门面模式（Facade Pattern）
定义：Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem.Facade defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.（要求一个子系统的外部与其内部的通信必须通过一个统一的对象进行。门面模式提供一个高层次的接口，使得子系统更易于使用。）
门面模式类图：
- Facade门面角色 客户端可以调用这个角色的方法。此角色知晓子系统的所有功能和责任。一般情况下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去，也就说该角色没有实际的业务逻辑，只是一个委托类。 -subsystem子系统角色 可以同时有一个或者多个子系统。每一个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。子系统并不知道门面的存在。对于子系统而言，门面仅仅是另外一个客户端而已。
使用场景：
- 为一个复杂的模块或子系统提供一个供外界访问的接口
- 子系统相对独立——外界对子系统的访问只要黑箱操作即可
- 预防低水平人员带来的风险扩散
💡注意：
- 一个子系统可以有多个门面
- 门面不参与子系统内的业务逻辑
享元模式（Flyweight Pattern）
定义：Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.（使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。）
享元模式类图：
对象的信息分为两个部分：内部状态（intrinsic）与外部状态（extrinsic）。
- 内部状态
内部状态是对象可共享出来的信息，存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变。
- 外部状态
外部状态是对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可以共享的状态。
- Flyweight——抽象享元角色
它简单地说就是一个产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
- ConcreteFlyweight——具体享元角色
具体的一个产品类，实现抽象角色定义的业务。该角色中需要注意的是内部状态处理应该与环境无关，不应该出现一个操作改变了内部状态，同时修改了外部状态，这是绝对不允许的。
- unsharedConcreteFlyweight——不可共享的享元角色
不存在外部状态或者安全要求（如线程安全）不能够使用共享技术的对象，该对象一般不会出现在享元工厂中。
- FlyweightFactory——享元工厂
职责非常简单，就是构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方法。
享元工厂的代码：
public class FlyweightFactory {
//定义一个池容器
private static HashMap<String,Flyweight> pool= new HashMap<String,Flyweight>();
//享元工厂
public static Flyweight getFlyweight(String Extrinsic){
//需要返回的对象
Flyweight flyweight = null;
//在池中没有该对象
if(pool.containsKey(Extrinsic)){
flyweight = pool.get(Extrinsic);
}else{
//根据外部状态创建享元对象
flyweight = new ConcreteFlyweight1(Extrinsic);
//放置到池中
pool.put(Extrinsic, flyweight);
}
return flyweight;
}
}使用场景：
- 系统中存在大量的相似对象。
- 细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且内部状态与环境无关，也就是说对象没有特定身份。
- 需要缓冲池的场景。
💡注意：
- 享元模式是线程不安全的，只有依靠经验，在需要的地方考虑一下线程安全，在大部分场景下不用考虑。对象池中的享元对象尽量多，多到足够满足为止。
- 性能安全：外部状态最好以java的基本类型作为标志，如String，int，可以提高效率。
代理模式（Proxy Pattern）
定义：Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.（为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。）
代理模式类图：
- Subject抽象主题角色
抽象主题类可以是抽象类也可以是接口，是一个最普通的业务类型定义，无特殊要求。
- RealSubject具体主题角色
也叫做被委托角色、被代理角色。它才是冤大头，是业务逻辑的具体执行者。
- Proxy代理主题角色
也叫做委托类、代理类。它负责对真实角色的应用，把所有抽象主题类定义的方法限制委托给真实主题角色实现，并且在真实主题角色处理完毕前后做预处理和善后处理工作。
普通代理和强制代理：
普通代理就是我们要知道代理的存在，也就是类似的GamePlayerProxy这个类的存在，然后才能访问；
强制代理则是调用者直接调用真实角色，而不用关心代理是否存在，其代理的产生是由真实角色决定的。
普通代理：
在该模式下，调用者只知代理而不用知道真实的角色是谁，屏蔽了真实角色的变更对高层模块的影响，真实的主题角色想怎么修改就怎么修改，对高层次的模块没有
任何的影响，只要你实现了接口所对应的方法，该模式非常适合对扩展性要求较高的场合。
强制代理：
强制代理的概念就是要从真实角色查找到代理角色，不允许直接访问真实角色。高层模块只要调用getProxy就可以访问真实角色的所有方法，它根本就不需要产生一个代理出来，代理的管理已经由真实角色自己完成。
动态代理：
根据被代理的接口生成所有的方法，也就是说给定一个接口，动态代理会宣称“我已经实现该接口下的所有方法了”。
两条独立发展的线路。动态代理实现代理的职责，业务逻辑Subject实现相关的逻辑功能，两者之间没有必然的相互耦合的关系。通知Advice从另一个切面切入，最终在高层模块也就是Client进行耦合，完成逻辑的封装任务。
动态代理的意图：横切面编程，在不改变我们已有代码结构的情况下增强或控制对象的行为。
首要条件：被代理的类必须要实现一个接口。
