快捷導(dǎo)航

Java常用設(shè)計(jì)模式及應(yīng)用場(chǎng)景示例詳解

更新時(shí)間：2026年03月21日 09:38:32 作者：廋到被風(fēng)吹走

設(shè)計(jì)模式是軟件開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),掌握常見模式可以提高代碼質(zhì)量和開發(fā)效率,這篇文章主要介紹了Java常用設(shè)計(jì)模式及應(yīng)用場(chǎng)景的相關(guān)資料,文中通過(guò)代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

一、創(chuàng)建型模式（Creational Patterns）

模式	核心目的	Java/框架中的應(yīng)用場(chǎng)景
單例模式	確保類僅有一個(gè)實(shí)例，全局訪問(wèn)	1. Spring Bean 默認(rèn)作用域（singleton） 2. Runtime.getRuntime() 獲取 JVM 運(yùn)行時(shí) 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池（如 HikariCP 的池管理器）
工廠模式（簡(jiǎn)單工廠/工廠方法/抽象工廠）	封裝對(duì)象創(chuàng)建邏輯，解耦調(diào)用者與實(shí)現(xiàn)	1. Calendar.getInstance() 創(chuàng)建日歷對(duì)象 2. JDBC DriverManager 獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接 3. Spring BeanFactory 創(chuàng)建和管理 Bean
建造者模式	分步構(gòu)建復(fù)雜對(duì)象，鏈?zhǔn)秸{(diào)用	1. StringBuilder.append() 構(gòu)建字符串 2. Spring Security User.withDefaultPasswordEncoder() 3. Lombok @Builder 自動(dòng)生成建造者
原型模式	通過(guò)克隆創(chuàng)建對(duì)象，避免重復(fù)初始化	1. Object.clone() 方法 2. JDK ArrayList 的 `clone()` 實(shí)現(xiàn) 3. Spring Bean 的 prototype 作用域

二、結(jié)構(gòu)型模式（Structural Patterns）

2.1 高頻核心模式

模式	核心目的	Java/框架中的應(yīng)用場(chǎng)景
代理模式	為對(duì)象提供代理，控制訪問(wèn)或增強(qiáng)功能	1. Spring AOP 動(dòng)態(tài)代理（JDK 動(dòng)態(tài)代理/CGLIB） 2. MyBatis Mapper 接口的代理實(shí)現(xiàn) 3. RMI 遠(yuǎn)程代理實(shí)現(xiàn)跨 JVM 調(diào)用
裝飾器模式	動(dòng)態(tài)為對(duì)象添加職責(zé)，透明擴(kuò)展	1. Java IO 流（`BufferedInputStream` 裝飾 `FileInputStream`） 2. Spring Cache 裝飾器增強(qiáng)方法緩存 3. Servlet Filter 鏈裝飾 HTTP 請(qǐng)求處理
適配器模式	轉(zhuǎn)換接口，使不兼容類協(xié)同工作	1. Arrays.asList() 將數(shù)組適配為 List 2. Spring MVC HandlerAdapter 適配不同 Controller 3. JPA 的 JpaVendorAdapter 適配不同數(shù)據(jù)庫(kù)
外觀模式	為子系統(tǒng)提供統(tǒng)一入口，簡(jiǎn)化調(diào)用	1. Spring JdbcTemplate 封裝 JDBC 復(fù)雜操作 2. SLF4J 門面統(tǒng)一日志框架（Logback/Log4j） 3. Tomcat RequestFacade 封裝 ServletRequest

2.2 中等頻率模式

模式	核心目的	Java/框架中的應(yīng)用場(chǎng)景
組合模式	樹形結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一處理單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象	1. Java Swing GUI 組件（Container 包含 Component） 2. JSF UIComponent 樹 3. 組織結(jié)構(gòu)樹（員工與部門統(tǒng)一接口）
橋接模式	分離抽象與實(shí)現(xiàn)，獨(dú)立擴(kuò)展	1. JDBC 驅(qū)動(dòng)橋接（Driver 橋接不同數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)議） 2. Spring 的橋接模式在 Bean 定義與實(shí)現(xiàn)間 3. AWT 的 Peer 架構(gòu)（跨平臺(tái) GUI）
享元模式	共享細(xì)粒度對(duì)象，節(jié)省內(nèi)存	1. String 字符串常量池（如 `"abc"` 復(fù)用） 2. Integer.valueOf() 緩存 -128~127 對(duì)象 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池復(fù)用連接對(duì)象

三、行為型模式（Behavioral Patterns）

3.1 高頻核心模式

模式	核心目的	Java/框架中的應(yīng)用場(chǎng)景
策略模式	封裝算法族，運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)切換	1. Spring Resource 策略加載（classpath/file/url） 2. Collections.sort() 傳入 Comparator 策略 3. 支付系統(tǒng) 支持微信/支付寶/銀聯(lián)多策略
觀察者模式	發(fā)布-訂閱，一對(duì)多依賴通知	1. Java EventListener（如 ServletContextListener） 2. Spring ApplicationEvent 事件驅(qū)動(dòng)（如 ContextRefreshedEvent） 3. Guava EventBus 組件解耦
模板方法模式	定義算法骨架，子類實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)	1. Spring JdbcTemplate 執(zhí)行流程模板 2. HttpServlet 的 `service()` 模板方法（doGet/doPost） 3. AbstractApplicationContext 的 refresh() 模板
責(zé)任鏈模式	鏈?zhǔn)絺鬟f請(qǐng)求，松散耦合	1. Servlet Filter 鏈（認(rèn)證→日志→鑒權(quán)） 2. Spring Security FilterChain 安全過(guò)濾 3. Netty ChannelPipeline 責(zé)任鏈處理 IO 事件
迭代器模式	順序訪問(wèn)聚合對(duì)象元素	1. Java Iterator/Iterable 接口（`ArrayList.iterator()`） 2. MyBatis Cursor 游標(biāo)迭代大數(shù)據(jù) 3. Guava FluentIterable 增強(qiáng)迭代
命令模式	封裝請(qǐng)求為對(duì)象，支持撤銷/隊(duì)列	1. Runnable/Callable 封裝任務(wù) 2. Spring JmsTemplate 發(fā)送消息命令 3. 撤銷/重做功能（編輯器歷史棧）
狀態(tài)模式	對(duì)象行為隨狀態(tài)改變而改變	1. 線程 Thread.State 枚舉（NEW/RUNNABLE/BLOCKED） 2. 訂單狀態(tài)機(jī)（待支付→已支付→已發(fā)貨） 3. Game 角色狀態(tài)（正常/眩暈/冰凍）

3.2 中等頻率模式

模式	核心目的	Java/框架中的應(yīng)用場(chǎng)景
備忘錄模式	保存對(duì)象狀態(tài)，支持恢復(fù)	1. Serializable 序列化保存對(duì)象狀態(tài) 2. Git 版本控制保存代碼歷史 3. 游戲存檔/讀檔
中介者模式	封裝對(duì)象交互，降低耦合	1. Java Concurrency Executor 協(xié)調(diào)線程 2. Spring MVC DispatcherServlet 協(xié)調(diào) Controller/View 3. 消息隊(duì)列中間件解耦服務(wù)
訪問(wèn)者模式	分離操作與對(duì)象結(jié)構(gòu)	1. Java AnnotationValueVisitor 注解處理 2. 編譯器 AST 遍歷 3. 報(bào)表導(dǎo)出（同一數(shù)據(jù)導(dǎo)出 CSV/PDF/Excel）
解釋器模式	定義語(yǔ)法規(guī)則，解釋執(zhí)行	1. Java 正則表達(dá)式 Pattern 2. Spring SpEL 表達(dá)式（`#{...}`） 3. SQL 解析器（如 Druid SQL Parser）

四、設(shè)計(jì)模式在主流框架中的體現(xiàn)

Spring Framework

// 單例模式：Bean 默認(rèn)作用域
@Component  // 默認(rèn) singleton
public class UserService { ... }

// 工廠模式：BeanFactory 創(chuàng)建 Bean
ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService service = ctx.getBean(UserService.class);

// 代理模式：AOP 動(dòng)態(tài)代理
@Aspect
public class LogAspect {
    @Around("execution(* com.example.*.*(..))")
    public Object log(ProceedingJoinPoint pjp) { ... }
}

// 模板方法：JdbcTemplate
jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users", (rs, rowNum) -> new User(rs));

MyBatis

// 代理模式：Mapper 接口代理
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{id}")
    User selectById(Long id);
}
// MyBatis 自動(dòng)生成代理實(shí)現(xiàn)類

// 建造者模式：SqlSessionFactoryBuilder
SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder()
    .build(inputStream);

JDK 核心庫(kù)

// 裝飾器模式：IO 流
InputStream is = new BufferedInputStream(
    new FileInputStream("file.txt")
);

// 迭代器模式：集合遍歷
List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list.iterator();

// 單例模式：Runtime
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
runtime.exec("ls -l");

五、選型決策指南

場(chǎng)景需求	推薦模式	避免場(chǎng)景
全局共享資源	單例模式	頻繁創(chuàng)建銷毀
對(duì)象創(chuàng)建復(fù)雜	建造者/工廠模式	在業(yè)務(wù)代碼硬編碼 new
需要?jiǎng)討B(tài)擴(kuò)展功能	裝飾器/代理模式	繼承層級(jí)過(guò)深
處理流程固定，步驟可變	模板方法模式	重復(fù)代碼
多策略切換	策略模式	if-else 地獄
組件解耦/事件驅(qū)動(dòng)	觀察者/中介者模式	直接依賴調(diào)用
樹形結(jié)構(gòu)管理	組合模式	遞歸處理復(fù)雜
跨接口兼容	適配器模式	修改原有代碼

黃金法則：優(yōu)先使用創(chuàng)建型模式解耦對(duì)象創(chuàng)建，用結(jié)構(gòu)型模式優(yōu)化代碼組織，用行為型模式提升擴(kuò)展性。在框架開發(fā)中多使用代理/裝飾器，業(yè)務(wù)開發(fā)中多使用策略/模板方法。

到此這篇關(guān)于Java常用設(shè)計(jì)模式及應(yīng)用場(chǎng)景的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java設(shè)計(jì)模式及應(yīng)用場(chǎng)景內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

您可能感興趣的文章: