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Java之旅--设计模式

设计模式,先看名字,设计,模式,目的是为了设计,为了设计给出一些定义出来的,总结出来的,抽象出来的办法,叫做模式。

设计是什么?软件构建中的设计,承前(需求分析、产品定义、架构选择),启后或者伴随(编码、测试),包含结构、包、类、子程序,而模式讲的就是这些东西。

设计模式是一种思想

这次关于设计模式的分享不是纯技术,是思想。

思想的东西,很难讲,需要听众具备恰当的理解层次,而这种层次的进化,远比一种技术或者工具的进步难以捉摸,有时十年循环不如一夕顿悟。

设计模式是一种思想,是与语言强相关的。

在低级语言(机器、汇编)中,不会有模式;在未来的高级语言中,会从语法层面实现模式(模式本身是语义层面的);在当前广泛使用的高级语言(Java)中,模式被基于解决特定场景的问题,抽取出来,大行其道,广泛使用。

低级语言和高级语言,没有一条分界线,是逐渐进化的。每个程序员都处于其所在的层次上(或者叫境界),处于一个层次,能理解低层次的落后(比如机器语言),但无法理解高层次的先进。这就是《黑客与画家》中所说的Blub困境。

引申到职场、人生和世界观,每个人也都活在自己的抽象层次中,能看懂低层次的落后,但无法理解高层次先进在何处。从境界高低来讲,是有对错的,但如果没有进化到一个层次,也是无法从根本上被说服的,需要到达,才能认知。

面向对象的三大特征

面向对象三大特性:封装、继承、多态。

封装,往往和抽象、高内聚、一致的抽象层次等概念联系在一起。

继承是一条竖线,在编程中很常用,但更常用的是包含("has a"),从广义上来说,甚至可以认为"has a",也是一种适配器模式。能用包含,则不用继承,因为继承引入了继承体系上的复杂性。

多态是继承基础上的重写,加上父类变量对子类对象的引用。可以认为多态,是Java这种静态类型语言,向动态类型语言(比如ruby/python),迈出的一小步。

抽象:

抽取事物最本质形成概念。

并运用概念进行推理、判断的思维活动。

抽象交流。

模拟能力,想象能力。

表达能力(口头,文字,文言文和琼瑶剧)。

字、词、句、段.

单例

单例是最重要的一种设计模式。是无状态的逻辑。无状态是业务层实现高可用和可伸缩的重要手段。

单例一:基础

演示了一个最简单的单例、延迟初始化的单例,以及双重检查机制的单例的代码写法。

对于双重检查机制的单例,减小了线程间的碰撞(synchronized),只有前几个线程才可能碰撞,锁的力度小了,性能提高了,线程也安全了。

对于双重检查单例,没有实际意义,只有历史意义,增加Java程序员对于所犯错误的洞察力,如果写单例,有最简单的写法就够了。

过去陈旧的JDBC操作数据库编码过程中,有代码Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"),目的是把类装载到JVM的PermGen区域,这样类的静态方法就可以使用了,这和类的初始化没关系。

显式API初始化也有好处,比如web系统,init写到监听里面去。把初始化放到init里面。清晰了。

单例二:Spring

Java生态中,除了JDK之外,最基础的框架是Spring。Spring框架的高层抽象很多,帮我们解决了很多场景下的技术问题。

Spring的基础的、底层的思想是控制反转(Invest Of Control)、依赖注入(Dependency Injection),可以认为是单例的一种表现形式。说的是两个单例对象之间的关系。

控制反转,反转的控制权,原来是谁用谁有控制权;控制反转的思想是,你可以用,但是我依然有初始化自己的控制权。

依赖注入,谁要用(就是谁依赖),谁负责把别的类引入进来。

写简简单单的3个类,能解释Spring的思想。读取配置文件或者扫描Spring注解,利用反射实例化类,放置到一个Map中,这就是Spring IOC的基础过程了。

结合《Spring技术内幕:深入解析Spring架构与设计原理》,花费1个星期简要看看Spring源码,发现就是这样的。

单例三:状态和线程安全

参考文章:http://www.iteye.com/topic/960532

有状态:有状态就是有数据存储功能。

无状态:无状态的都是功能操作,对象是线程安全的。

几个概念:维护全局状态、控制状态读写、线程安全。

以上指的是状态的线程安全。对于HashMap的解释,如果从状态的线程安全绝度解释,也是说的通的,HashMap里面有数组,也是有状态的。

单例四:数据库

状态固化的单例:其实就是数据库,每一行可以看作一个单例,它是系统唯一的,也可以是线程安全的。

跨JVM的单例:实现方式有很多,只要满足有锁的持久化即可。

多进程安全的单例:说的是数据库锁。

以上都是分布式的思想。

自从有了数据库,程序员就变得廉价了。

其他的创建模式

工厂、抽象工厂、建造者、原型。

工厂:创建对象很复杂,所以需要一个创建对象的工厂。

建造者:比如耐克工厂,有鞋帮,有鞋带,合起来之后是一个完整的整体,这就是建造者模式。

什么时候用单例,什么时候用单一状态(类的单一状态)。

为什么不全部用static,而用单例?有一种解释是:控制反转、依赖注入,这种思想。保留了初始化自己的控制权。如果完全的工具类,没有初始化的需求,static就满足了。

结构模式

开闭原则:对修改封闭,对扩展开放。

包装(Composite):不想改变原代码,又想实现某些功能。

代理(Proxy):举了一个监护人的例子,让吃才能吃。不改变语义,前前后后做点东西出来。

适配(Adapter):adapter比proxy更牛逼一些,它改变了语义,些许进行改造。

外观(Facade):和代理先比,结构相似,语义不同。

继承是标签,接口表现了具备什么能力。

面向对象一直争论的问题:

是用包含(用你的能力,但不打你的标签,"has a"),还是用继承("is a")。一种观点认为,继承对于软件设计,引入了复杂性。

行为模式

行为模式,描述的是对象的动作。局限性,必须顺序执行。???

模板:高层的流程抽象。

责任链:演示一个通过注解定义执行顺序的历程。好处:1.动态的组织流程;2. 代码控制流程的执行;深化一下,就是工作流。

以上两种模式,是重构的利器,加上反射,就可以写通用功能的中间件了。

不是结束

设计模式是很枯燥的,记住三件事:创建一个对象、包装一个对象、根据当前的场景,信手拈来。

农夫山泉:我们不生产水,我们只是大自然的搬运工。程序员不能成为农夫山泉,不能只是jar包的搬运工。要学会创造,一边搬砖的时候,一边想一想,如何创造出更优秀的东西。

单例/静态、线程安全、无状态,是从3个维度对软件问题的描述,单例/静态是思想角度(单例是设计模式,是语义层面的思想,静态是编程语言从语法角度固化的思想),线程安全是技法角度(是一种基于现代的硬件基础的、常见的、需要解决的,重要的问题场景),无状态是数据角度(无状态的类,实际就是不具备数据存储能力的类)。

大师的话(linus)

烂程序员关心的是代码。好程序员关心的是数据结构和它们之间的关系。

面向对象语言以对象为核心,加一些相关联的方法,简直是呓语。

重要的东西应该是数据结构,对象本身有啥重要?

真正有意思的,是在不同类型的不同对象交互而且有锁规则的时候。

但是,即使是这时候,封装什么“对象接口”也绝对错误,因为不再是单一对象的问题了。

他的结论是,面向对象解决的都是一些小问题。

这位大师是写操作系统的,从他的角度来看,自然是正确的,即使不从他的角度,我们也可以认识到数据结构的重要性。

http://www.csdn.net/article/1970-01-01/2824040