设计模式总览

学习目标：从"知道模式名称"升级到"理解解决的问题 → 能在工作中灵活运用 → 能读懂框架源码"

检验标准：能口述"这个模式解决了什么问题？不用它会怎样？Spring 中哪里用到了？工作中踩过什么坑？"

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一、为什么要学设计模式？

设计模式是前人总结的解决特定场景下代码设计问题的最佳实践。不了解设计模式会导致：

• 重复发明轮子，写出低质量的"自创方案"
• 看不懂框架源码（Spring 大量使用工厂、代理、模板方法、观察者等模式）
• 代码扩展性差，每次新增功能都要大量修改已有代码（违反开闭原则）

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二、GoF 23 种设计模式全景图

mindmap
    root((GoF 23种设计模式))
        创建型 5种
            单例模式 Singleton
            工厂方法 Factory Method
            抽象工厂 Abstract Factory
            建造者 Builder
            原型 Prototype
        结构型 7种
            适配器 Adapter
            装饰器 Decorator
            代理 Proxy
            外观 Facade
            桥接 Bridge
            组合 Composite
            享元 Flyweight
        行为型 11种
            策略 Strategy
            观察者 Observer
            模板方法 Template Method
            责任链 Chain of Responsibility
            命令 Command
            迭代器 Iterator
            中介者 Mediator
            备忘录 Memento
            状态 State
            访问者 Visitor
            解释器 Interpreter

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三、各模式一句话总结与导航

创建型模式（5种）

核心思想：将对象的创建与使用分离，让系统不依赖于具体类的实例化过程。

模式	一句话总结	典型应用	详细文档
单例模式	确保全局唯一实例，DCL 必须加 volatile	Spring Bean 默认单例、配置管理	单例模式
工厂方法 & 抽象工厂	工厂方法创建一种产品，抽象工厂创建一族产品	Spring BeanFactory、MyBatis SqlSessionFactory	工厂方法与抽象工厂模式
建造者模式	链式调用分步构建复杂对象，build() 统一校验	Lombok @Builder、StringBuilder	建造者模式
原型模式	通过克隆已有对象创建新对象，注意浅拷贝 vs 深拷贝	Spring BeanDefinition 复制、对象缓存预热	创建型补充-原型模式

结构型模式（7种）

核心思想：通过组合类或对象，形成更大的结构，同时保持结构的灵活和高效。

模式	一句话总结	典型应用	详细文档
代理模式	控制对对象的访问，JDK 代理基于接口，CGLIB 基于继承	Spring AOP、MyBatis Mapper	代理模式
装饰器模式	动态叠加功能，比继承更灵活（N 个装饰器 vs 2^N 个子类）	Java IO 流、HttpServletRequestWrapper	装饰器模式
适配器模式	转换接口让不兼容的类协同工作，优先用组合	Arrays.asList()、Spring HandlerAdapter	适配器模式
外观模式	为复杂子系统提供简化的统一入口	JdbcTemplate、SLF4J 日志门面	结构型补充-外观桥接组合享元
桥接模式	抽象与实现分离，避免继承导致的类爆炸	JDBC 驱动、PlatformTransactionManager	结构型补充-外观桥接组合享元
组合模式	树形结构统一处理单个对象和组合对象	文件系统、菜单树、MyBatis SqlNode	结构型补充-外观桥接组合享元
享元模式	共享细粒度对象减少内存占用	String 常量池、Integer 缓存池、连接池	结构型补充-外观桥接组合享元

行为型模式（11种）

核心思想：关注对象之间的通信与职责分配，让系统更灵活、更易扩展。

模式	一句话总结	典型应用	详细文档
策略模式	Map 消灭 if-else，封装算法族可互换	Comparator、线程池拒绝策略	策略模式
观察者模式	一对多通知，Spring @EventListener 最优雅	Spring 事件机制、消息队列	观察者模式
模板方法模式	final 方法定骨架，抽象方法子类实现	JdbcTemplate、Spring refresh()	模板方法模式
责任链模式	请求沿链传递，某节点可终止	Servlet FilterChain、Spring Security 过滤器链	责任链模式
命令模式	将请求封装为对象，支持撤销/重做/排队	Runnable、线程池任务队列、Spring Batch Step	行为型补充-命令迭代器中介者等
迭代器模式	顺序访问集合元素而不暴露内部表示	java.util.Iterator、MyBatis Cursor	行为型补充-命令迭代器中介者等
中介者模式	用中介对象封装对象间交互，降低耦合	Spring ApplicationEventPublisher、MQ	行为型补充-命令迭代器中介者等
备忘录模式	捕获并保存对象状态，支持后续恢复	编辑器撤销、数据库 Undo Log	行为型补充-命令迭代器中介者等
状态模式	内部状态改变时改变行为，消灭状态 if-else	订单状态机、TCP 连接状态	行为型补充-命令迭代器中介者等
访问者模式	数据结构与操作分离，双分派机制	编译器 AST 遍历、Spring BeanDefinitionVisitor	行为型补充-命令迭代器中介者等
解释器模式	定义文法表示并解释语言中的句子	Spring EL (SpEL)、正则表达式、MyBatis 动态 SQL	行为型补充-命令迭代器中介者等

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四、设计模式在 Spring / JDK 中的应用

flowchart TD
    subgraph Spring 框架中的设计模式
        A[工厂模式<br/>BeanFactory / ApplicationContext]
        B[单例模式<br/>Bean 默认单例作用域]
        C[代理模式<br/>AOP 动态代理 JDK/CGLIB]
        D[模板方法<br/>JdbcTemplate / RestTemplate]
        E[观察者模式<br/>ApplicationEvent / @EventListener]
        F[装饰器模式<br/>BeanDefinitionDecorator]
        G[责任链模式<br/>Filter / Interceptor 链]
    end

    subgraph JDK 中的设计模式
        H[迭代器<br/>Iterator 接口]
        I[适配器<br/>InputStreamReader 字节流→字符流]
        J[策略模式<br/>Comparator 接口]
        K[建造者<br/>StringBuilder / ProcessBuilder]
        L[装饰器<br/>BufferedInputStream 包装 FileInputStream]
        M[享元模式<br/>Integer 缓存池 / String 常量池]
    end

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五、常见问题索引

问题	详见
单例模式 DCL 为什么需要 volatile？	单例模式
代理模式和装饰器模式有什么区别？	代理模式 / 装饰器模式
策略模式如何消除 if-else？	策略模式
工厂方法和抽象工厂的区别？	工厂方法与抽象工厂模式
Spring 中用到了哪些设计模式？	见上方"Spring / JDK 应用"章节
模板方法 vs 策略模式怎么选？	模板方法模式 / 策略模式
状态模式 vs 策略模式的区别？	行为型补充

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六、学完设计模式能解决什么问题？

1. 读懂框架源码：Spring、MyBatis 源码中大量使用设计模式，掌握后不再是"黑盒"
2. 重构 if-else 地狱：用策略模式 + 工厂模式替代复杂的条件分支
3. 设计可扩展的系统：遵循开闭原则，新增功能不修改已有代码
4. 代码评审时识别坏味道：看到大量 if-else、上帝类、重复代码，能给出重构方案
5. 面试加分项：能结合实际项目说出"我在 XX 场景用了 XX 模式，解决了 XX 问题"

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复习检验标准：能否口述"这个模式解决了什么问题？不用它会怎样？Spring 中哪里用到了？工作中踩过什么坑？"