关于oop:Java核心库中的GoF设计模式示例

Examples of GoF Design Patterns in Java's core libraries


我正在学习GoF Java设计模式,我想看看它们的一些真实例子。 Java核心库中这些设计模式的一些很好的例子是什么?



您可以在维基百科中找到许多设计模式的概述。它还提到了GoF提到的模式。我将在这里总结它们并尝试在Java SE和Java EE API中分配尽可能多的模式实现。

创作模式
抽象工厂(可通过创建方法识别,返回工厂本身,反过来可用于创建另一个抽象/接口类型)

  • javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()
  • javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()
  • javax.xml.xpath.XPathFactory#newInstance()
  • Builder (可通过返回实例本身的创建方法识别)

  • java.lang.StringBuilder#append()(未同步)
  • java.lang.StringBuffer#append()(已同步)
  • java.nio.ByteBuffer#put()(也在CharBufferShortBufferIntBufferLongBufferFloatBufferDoubleBuffer上)
  • javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()
  • java.lang.Appendable的所有实现
  • java.util.stream.Stream.Builder
  • 工厂方法(可通过创建抽象/接口类型的实现的创建方法识别)

  • java.util.Calendar#getInstance()
  • java.util.ResourceBundle#getBundle()
  • java.text.NumberFormat#getInstance()
  • java.nio.charset.Charset#forName()
  • java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String)(每个协议返回单个对象)
  • java.util.EnumSet#of()
  • javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller()和其他类似的方法
  • 原型(可通过创建方法识别,返回具有相同属性的自身的不同实例)

  • java.lang.Object#clone()(该类必须实现java.lang.Cloneable)
  • Singleton (可通过创建方法识别,每次都返回相同的实例(通常是自身))

  • java.lang.Runtime#getRuntime()
  • java.awt.Desktop#getDesktop()
  • java.lang.System#getSecurityManager()
  • 结构模式
    适配器(通过创建方法识别,采用不同的抽象/接口类型的实例并返回自己的实现/另一个抽象/接口类型来装饰/覆盖给定的实例)

  • java.util.Arrays#asList()
  • java.util.Collections#list()
  • java.util.Collections#enumeration()
  • java.io.InputStreamReader(InputStream)(返回Reader)
  • java.io.OutputStreamWriter(OutputStream)(返回Writer)
  • javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal()#unmarshal()
  • Bridge (通过创建方法识别,采用不同的抽象/接口类型的实例并返回委托/使用给定实例的自己的抽象/接口类型的实现)

  • 没有想到的。一个虚构的例子是new LinkedHashMap(LinkedHashSet, List),它返回一个不可修改的链接映射,它不会克隆项目,而是使用它们。然而,java.util.Collections#newSetFromMap()singletonXXX()方法非常接近。
  • 复合(通过将相同的抽象/接口类型的实例转换为树结构的行为方法可识别)

  • java.awt.Container#add(Component)(几乎所有的Swing因此)
  • javax.faces.component.UIComponent#getChildren()(几乎遍及JSF UI)
  • 装饰器(通过创建方法识别,采用相同的抽象/接口类型的实例,增加了额外的行为)

  • java.io.InputStreamOutputStreamReaderWriter的所有子类都有一个构造函数,它采用相同类型的实例。
  • java.util.CollectionscheckedXXX()synchronizedXXX()unmodifiableXXX()方法。
  • javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapperHttpServletResponseWrapper
  • javax.swing.JScrollPane
  • Facade (可通过内部使用不同独立抽象/接口类型的实例的行为方法识别)

  • javax.faces.context.FacesContext,它在内部使用抽象/接口类型LifeCycleViewHandlerNavigationHandler等等,而不是最终用户必须担心它(但是可以通过注入覆盖)。
  • javax.faces.context.ExternalContext,内部使用ServletContextHttpSessionHttpServletRequestHttpServletResponse等。
  • Flyweight (通过创建方法可以识别返回缓存实例,有点"multiton"想法)

  • java.lang.Integer#valueOf(int)(同样在BooleanByteCharacterShortLongBigDecimal)
  • 代理(可通过创建方法识别,返回给定抽象/接口类型的实现,然后委托/使用给定抽象/接口类型的不同实现)

  • java.lang.reflect.Proxy
  • java.rmi.*
  • javax.ejb.EJB(此处说明)
  • javax.inject.Inject(此处说明)
  • javax.persistence.PersistenceContext
  • 行为模式
    责任链(可通过行为方法识别,(间接地)在队列中的相同抽象/接口类型的另一个实现中调用相同的方法)

  • java.util.logging.Logger#log()
  • javax.servlet.Filter#doFilter()
  • 命令(可以通过抽象/接口类型中的行为方法识别,该类型调用在创建期间由命令实现封装的不同抽象/接口类型的实现中的方法)

  • java.lang.Runnable的所有实现
  • javax.swing.Action的所有实现
  • 解释器(可通过行为方法识别返回给定实例/类型的结构上不同的实例/类型;请注意,解析/格式化不是模式的一部分,确定模式以及如何应用它)

  • java.util.Pattern
  • java.text.Normalizer
  • java.text.Format的所有子类
  • javax.el.ELResolver的所有子类
  • Iterator (通过行为方法可以从队列中顺序返回不同类型的实例来识别)

  • java.util.Iterator的所有实现(因此也包括java.util.Scanner!)。
  • java.util.Enumeration的所有实现
  • Mediator (通过行为方法识别,采用不同的抽象/接口类型的实例(通常使用命令模式)委托/使用给定的实例)

  • java.util.Timer(所有scheduleXXX()方法)
  • java.util.concurrent.Executor#execute()
  • java.util.concurrent.ExecutorService(invokeXXX()submit()方法)
  • java.util.concurrent.ScheduledExecutorService(所有scheduleXXX()方法)
  • java.lang.reflect.Method#invoke()
  • Memento (可通过内部改变整个实例状态的行为方法识别)

  • java.util.Date(setter方法执行此操作,Date在内部由Long值表示)
  • java.io.Serializable的所有实现
  • javax.faces.component.StateHolder的所有实现
  • 观察者(或发布/订阅)(可通过行为方法识别,根据自己的状态调用另一个抽象/接口类型的实例上的方法)

  • java.util.Observer / java.util.Observable(虽然在现实世界中很少使用)
  • java.util.EventListener的所有实现(因此几乎全部都是Swing)
  • javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
  • javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
  • javax.faces.event.PhaseListener
  • 状态(可通过行为方法识别,根据实例的状态改变其行为,可以从外部控制)

  • javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()(由FacesServlet控制,行为取决于JSF生命周期的当前阶段(状态))
  • 策略(可通过抽象/接口类型中的行为方法识别,该类型调用不同抽象/接口类型的实现中的方法,该方法已作为方法参数传入策略实现中)

  • java.util.Comparator#compare(),由其他Collections#sort()执行。
  • javax.servlet.http.HttpServletservice()和所有doXXX()方法都需要HttpServletRequestHttpServletResponse,并且实现者必须处理它们(而不是将它们作为实例变量保存!)。
  • javax.servlet.Filter#doFilter()
  • 模板方法(可通过已经具有抽象类型定义的"默认"行为的行为方法识别)

  • java.io.InputStreamjava.io.OutputStreamjava.io.Readerjava.io.Writer的所有非抽象方法。
  • java.util.AbstractListjava.util.AbstractSetjava.util.AbstractMap的所有非抽象方法。
  • javax.servlet.http.HttpServlet,默认情况下,所有doXXX()方法都会向响应发送HTTP 405"Method Not Allowed"错误。您可以自由地实施任何一个或任何一个。
  • 访问者(可通过两种不同的抽象/接口类型识别,这些抽象/接口类型具有定义的方法,每种方法都采用其他抽象/接口类型;一个实际调用另一个的方法,另一个执行所需的策略)

  • javax.lang.model.element.AnnotationValueAnnotationValueVisitor
  • javax.lang.model.element.ElementElementVisitor
  • javax.lang.model.type.TypeMirrorTypeVisitor
  • java.nio.file.FileVisitorSimpleFileVisitor
  • javax.faces.component.visit.VisitContextVisitCallback
  • 好。


  • 整个摆动的观察者模式(ObservableObserver)
  • MVC也在摇摆
  • 适配器模式:InputStreamReader和OutputStreamWriter
    注意:ContainerAdapterComponentAdapterFocusAdapterKeyAdapterMouseAdapter不是适配器;它们实际上是Null Objects。 Sun的命名选择不佳。
  • 装饰器模式(BufferedInputStream可以装饰其他流,例如FilterInputStream)
  • AWT Toolkit和Swing可插入外观类的AbstractFactory Pattern
  • java.lang.Runtime#getRuntime()是Singleton
  • ButtonGroup for Mediator模式
  • ActionAbstractAction可用于不同的可视表示以执行相同的代码 - >命令模式
  • 用于Flyweight模式的JTable中的Interned Strings或CellRender(还要考虑各种池 - 线程池,连接池,EJB对象池 - Flyweight实际上是关于共享资源的管理)
  • Java 1.0事件模型是责任链的一个示例,Servlet过滤器也是如此。
  • 集合框架中的迭代器模式
  • AWT / Swing中的嵌套容器使用Composite模式
  • AWT / Swing中的布局管理器就是战略的一个例子

  • 还有更多我猜


  • Flyweight与Byte,Short,Integer,Long和String的某些值一起使用。
  • Facade在很多地方使用,但最明显的是Scripting接口。
  • Singleton - java.lang.Runtime浮现在脑海中。
  • 抽象工厂 - 还有脚本和JDBC API。
  • 命令 - TextComponent的撤消/重做。
  • 解释器 - RegEx(java.util.regex。)和SQL(java.sql。)API。
  • 原型 - 不是100%确定是否计算,但我认为clone()方法可用于此目的。


  • RMI基于代理。


    对于GoF中的23种模式中的大多数,应该可以引用一种:

  • 抽象工厂:java.sql接口在注册驱动程序时从JDBC JAR获取具体实现。
  • Builder:java.lang.StringBuilder。
  • 工厂方法:XML工厂等。
  • 原型:也许克隆(),但我不确定我是买它。
  • Singleton:java.lang.System
  • 适配器:java.awt.event中的适配器类,例如WindowAdapter。
  • Bridge:java.util中的集合类。由ArrayList实现的列表。
  • 复合:java.awt。 java.awt.Component + java.awt.Container
  • 装饰者:遍布java.io包。
  • Facade:ExternalContext表现为执行cookie,会话范围和类似操作的外观。
  • Flyweight:整数,字符等
  • 代理:java.rmi包
  • 责任链:Servlet过滤器
  • 命令:Swing菜单项
  • 解释器:不直接在JDK中,但JavaCC肯定使用它。
  • Iterator:java.util.Iterator接口;不能比那更清楚。
  • 调解员:JMS?
  • 纪念品:
  • 观察者:java.util.Observer/Observable(虽然做得不好)
  • 州:
  • 战略:
  • 模板:
  • 游客:

  • 我不能想到23个中有10个用Java的例子,但我会明白我明天能不能做得更好。这就是编辑的目的。



    抽象工厂模式用于各种地方。
    例如,DatagramSocketImplFactoryPreferencesFactory。还有更多---在Javadoc中搜索名称中带有"Factory"字样的接口。


    此外,还有很多工厂模式的实例。



    即使我有一个破坏时钟,Java XML API使用Factory很多。我的意思是看看这个:

    1
    2
    Document doc = DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder().parse(source);
    String title = XPathFactory.newInstance().newXPath().evaluate("//title", doc);


    ...等等等等。


    另外,各种Buffers(StringBuffer,ByteBuffer,StringBuilder)使用Builder。


    • 工厂方法


    java.util.Collection #teterator是Factory方法的一个很好的例子。根据您使用的Collection的具体子类,它将创建一个Iterator实现。因为Factory超类(Collection)和Iterator都是接口,所以它有时会与AbstractFactory混淆。在接受的答案(BalusC)中,AbstractFactory的大多数示例都是Factory的示例,它是Factory Method的简化版本,它不是原始GoF模式的一部分。在Facory中,工厂类层次结构已折叠,工厂使用其他方法选择要返回的产品。

    • 抽象工厂


    抽象工厂有多种工厂方法,每种方法都可以创建不同的产品。一家工厂生产的产品可以一起使用(您的打印机和墨盒最好来自同一个(抽象)工厂)。正如上面的答案中所提到的,不同平台的AWT GUI组件系列就是一个例子(虽然它的实现与Gof中描述的结构不同)。