【设计模式面试】结构性设计模式你清楚几个？

【金三银四】设计模式篇

1.谈谈你对设计模式的理解

1.首先谈设计模式的作用：经验的传承，提高了软件复用的水平，最终达到提高软件开发效率

设计原则	简单说明
单一职责	一个类只负责一项职责
里氏替换原则	子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能
依赖倒置原则	要依赖于抽象，不要依赖于具体，核心思想是面向接口编程
接口隔离原则	建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口，<br>尽量细化接口，接口中的方法尽量少
迪米特法则（最少知道原则）	一个对象应该对其他对象保持最少的了解
开闭原则	对扩展开放，对修改关闭

2.设计模式的分类

3.创建型模式：都是用来帮助我们创建对象的！

4.结构性模式:关注对象和类的组织

5.行为型模式:关注系统中对象之间的相互交换，研究系统在运行时对象之间的相互通信和协作，进一步明确对象的职责，共有11中模式

2.谈谈你对创建型模式的理解

Java的23种设计模式分为3类，分别是

而创建型模式中有包含的如下的相关模式：

而每个设计模式的作用如下：

3.谈谈你对代理模式的理解

3.1 代理模式的作用

代理模式的作用是通过代理对象来增强目标对象的功能。利用的是AOP横切的思想。

3.2 代理模式的实现方式

代理模式的实现方式有三种：静态代理，动态代理(JDK动态代理和CGLIB动态代理)

3.2.1 静态代理

我们先声明接口和目标实现类

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/**
 * 定义公共接口
 */
public interface SomeService {
    String doSome();
}

目标类

代码语言：javascript复制

/**
 * 目标对象 target
 */
public class SomeServiceImpl implements SomeService {
    @Override
    public String doSome() {
        System.out.println("目标对象：doSome()" );
        return "hello ...";
    }
}

然后创建对应的代理类

代码语言：javascript复制

/**
 * 代理类
 *     增强实现类
 *     和实现类实现同一个接口
 */
public class SomeProxy implements SomeService{

    private SomeService target;

    public SomeProxy(SomeService target){
        this.target = target;
    }

    /**
     * 增强的方法
     * @return
     */
    @Override
    public String doSome() {
        System.out.println("目标方法执行之前...");
        String s = target.doSome();
        System.out.println("目标方法执行之后...");
        return s.toUpperCase();
    }
}

然后测试实现

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public class MainTest {
    public static void main(String[] args) {
        SomeService some = new SomeServiceImpl();
        SomeProxy proxy = new SomeProxy(some);
        System.out.println(proxy.doSome());
    }
}

对应的输出结果

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目标方法执行之前...
目标对象：doSome()
目标方法执行之后...
HELLO ...

可以看到代理对象实现了目标对象的调用，同时增强了目标对象的功能。

3.2.2 JDK动态代理

上面的静态代理我们需要手动的创建一个对应的代理来实现，不是太灵活，针对目标对象有实现相关接口的情况，我们可以使用JDK动态代理。

代码语言：javascript复制

public class JdkDynamicProxy {

    /**
     * JDK动态代理：目标对象必须实现相关的接口
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        SomeService target = new SomeServiceImpl();
        SomeService proxy = (SomeService) Proxy.newProxyInstance(JdkDynamicProxy.class.getClassLoader(), // 类加载器
                target.getClass().getInterfaces() // 目标对象实现的相关接口
                , new InvocationHandler() { // 代理对象的回调方法
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("before...");
                        Object invoke = method.invoke(target, args);
                        System.out.println("end...");
                        if (invoke != null) {
                            return invoke.toString().toUpperCase();
                        }
                        return null;
                    }
                });
        // 通过代理对象来执行
        System.out.println("proxy.doSome() = "   proxy.doSome());

    }
}

输出结构

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before...
目标对象：doSome()
end...
proxy.doSome() = HELLO ...

3.2.3 CGLIB动态代理

如果目标对象实现了对应的接口我们可以通过JDK动态代理的方式来实现，但如果目标对象没有实现任何的接口，这时我们只能通过CGLIB动态代理来实现了，这时我们需要单独引入cglib的依赖

代码语言：javascript复制

public class CGLIBDynamicProxy {

    /**
     * CGLIB动态代理
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        SomeService target = new SomeServiceImpl();
        SomeServiceImpl proxy = new MethodInterceptor() {

            /**
             * 创建 CGLIB 代理对象的方法
             * @return
             */
            public SomeServiceImpl createProxy() {
                // 创建增强器
                Enhancer e = new Enhancer();
                // 指定父类
                e.setSuperclass(target.getClass());
                // 指定回调接口对象
                e.setCallback(this);
                // 创建CGLIB代理对象
                return (SomeServiceImpl) e.create();
            }

            /**
             * 拦截回调的方法
             */
            @Override
            public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                System.out.println("cglib -- befor" );
                Object res = method.invoke(target, args);
                System.out.println("cglib -- end");
                return res.toString().toUpperCase();
            }
        }.createProxy();
        System.out.println("proxy.doSome() = "   proxy.doSome());
    }
}

输出的结果

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cglib -- befor
目标对象：doSome()
cglib -- end
proxy.doSome() = HELLO ...

4.谈谈你对适配器模式的理解

4.1 适配器的作用

适配器模式的作用是把两个不兼容的对象通过适配器能够连接起来工作。

4.2 具体案例分析

以MyBatis中的日志模块为例来介绍。常见的日志框架有log4j,log4j2,slf4j,logbak等，但是每种日志框架中的日志级别都有差异。

log4j2的接口：

slf4j的接口

也就是可以看到不同的日志框架里面所定义的日志级别和对应的方法都有区别，那么我们的框架怎么来统一使用这些日志框架呢？在MyBatis中通过定义了一个日志接口，定义了日志具有的级别和方法。

那这时候我们就发现具体的日志框架和这个接口其实是没有办法直接来使用的。

这时我们就需要通过对应的适配器来处理这种情况，以Slf4J为例。

5.谈谈你对装饰者模式的理解

5.1 装饰者模式的作用

装饰者模式又称为包装模式(Wrapper),作用是用来动态的为一个对象增加新的功能。装饰模式是一种用于代替继承的技术，无须通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的关联关系代替继承关系，更加灵活，同时避免类型体系的快速膨胀。

5.2 装饰者模式的应用

装饰者模式的应用场景还是非常多的，比如

IO流中的FileInputStream，FileOutputStream等
Spring中的各种Wrapper
MyBatis中的缓存设计

我们以MyBatis中的缓存实例为例来看看其具体的实现。

首先是Cache接口

然后是PerpetualCache实现：仅仅实现了数据基于内存的读写操作。功能单一。

装饰类：然后在MyBatis中给我们提供了很多的装饰类。

每个装饰类都有自己的作用

BlockingCache：阻塞的
LruCache:根据Lru规则来淘汰缓存数据
FifoCache：根据FIFO规则来淘汰缓存数据
…

源码中的装饰：

比较	说明
优点	1. 扩展对象功能，比继承灵活，不会导致类个数急剧增加<br />2. 可以对一个对象进行多次装饰,创造出不同行为的组合,得到功能更加强大的对象<br />3. 具体构建类和具体装饰类可以独立变化,<br />用户可以根据需要自己增加新的具体构件子类和具体装饰子类。
缺点	1. 产生很多小对象。大量小对象占据内存，一定程度上影响性能。<br />2. 装饰模式易于出错，调试排查比较麻烦。