Java 中常用的设计模式详解及应用场景

设计模式在软件开发中占据着至关重要的地位，特别是在 Java 这样的面向对象编程语言里。它们是解决常见问题的最佳实践和可重用解决方案的蓝图，并且有助于提高代码质量、复用性和理解性。本文将深入探讨几种常用的Java设计模式及其实际应用场景。

1. **单例模式（Singleton）**
单例模式确保一个类只有一个实例存在并提供全局访问点。例如，在多线程环境下的数据库连接池或者应用中的配置管理器等场景下常使用该模式以保证资源唯一与共享安全。



2. **工厂方法模式（Factory Method）**
此模式定义了一个用于创建产品族的接口，由子类决定具体的产品类型。比如 JDBC 中获取不同类型的 Connection 对象时就采用了这种模式：



3. **建造者模式（Builder Pattern）**
当构造函数参数过多或希望解耦构建过程步骤的时候，可以采用建造者模式来实现复杂对象的创建工作流。如 `StringBuilder` 或复杂的订单系统的下单流程可能就会运用到这个模式：

java
public interface ImageLoader{
void loadImage(Image img);
}

public class RealImageLoader implements ImageLoader{...}

public class CachedImageLoader implements ImageLoader{
private final ImageLoader realLoader;

public CachedImageLoader(){
this.realLoader = new RealImageLoader();
}

@Override
public void loadImage(Image img){
if(cache.containsKey(img.getUrl())){
System.out.println("Load from cache");
}else{
realLoader.loadImage(img);
cache.put(img.getUrl(),img.getData());
}
}
}
java
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

class WeatherData extends Observable {
...
public void measurementsChanged(float temp, float humidity, float pressure) {
setChanged();
notifyObservers(temp + "F degrees and "+humidity+"% humidity.");
}

...
}

class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
...
public void update(Observable wd, Object args) {
display(args.toString()); // 更新显示内容
}
...
}

WeatherData weatherData = new WeatherData();
CurrentConditionsDisplay currentDislay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);

weatherData.measurementsChanged(...); // 当测量值改变后会触发update回调给当前条件显示器刷新数据
```

以上仅为部分常见的Java设计模式示例，实际上还有诸如策略(strategy)，模板方法(template method), 装饰(decorator)，适配器(adapter)等多种实用设计模式等待开发者去探索和灵活运用。熟练掌握这些设计模式能帮助我们编写出更易于维护和拓展的企业级应用程序。