Java设计模式实战：破解经典案例，掌握编程之道

引言

Java设计模式是软件工程中的一种重要概念，它提供了一系列可重用的解决方案，用于解决在软件设计过程中遇到的问题。掌握Java设计模式不仅有助于提高代码的可读性和可维护性，还能提升软件的架构设计能力。本文将通过实战案例，深入解析Java设计模式，帮助读者破解经典案例，掌握编程之道。

一、单例模式（Singleton）

1.1 模式介绍

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Java中，单例模式有多种实现方式，如懒汉式、饿汉式和双重校验锁等。

1.2 案例解析

以下是一个懒汉式单例模式的实现示例：

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

1.3 应用场景

单例模式适用于以下场景：

系统中只需要一个实例，如数据库连接池。
需要控制实例数量，如线程池。
需要全局访问点，如配置文件读取器。

二、工厂模式（Factory Method）

2.1 模式介绍

工厂模式定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类。

2.2 案例解析

以下是一个工厂模式的实现示例：

public abstract class Car { public abstract void drive(); } public class BMW extends Car { @Override public void drive() { System.out.println("Driving a BMW."); } } public class Audi extends Car { @Override public void drive() { System.out.println("Driving an Audi."); } } public class CarFactory { public static Car createCar(String type) { if ("BMW".equals(type)) { return new BMW(); } else if ("Audi".equals(type)) { return new Audi(); } return null; } }

2.3 应用场景

工厂模式适用于以下场景：

客户端不知道具体产品类，只需要知道产品类所对应的类名。
需要一个产品族，且不知道具体产品类。
需要创建一个对象，但不知道具体类，以及对象的创建过程很复杂。

三、观察者模式（Observer）

3.1 模式介绍

观察者模式定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。

3.2 案例解析

以下是一个观察者模式的实现示例：

public interface Observer { void update(String message); } public class Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } public void notifyObservers(String message) { for (Observer observer : observers) { observer.update(message); } } } public class ConcreteObserver implements Observer { @Override public void update(String message) { System.out.println("Received message: " + message); } } public class ConcreteSubject extends Subject { public void doSomething() { // ... notifyObservers("Something happened."); } }