軟件設(shè)計(jì)模式演講人：日期:CATALOGUE目錄02創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式01設(shè)計(jì)模式理論基礎(chǔ)03結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式04行為型設(shè)計(jì)模式05模式應(yīng)用實(shí)踐原則06模式演進(jìn)與趨勢(shì)01PART設(shè)計(jì)模式理論基礎(chǔ)模式定義與核心價(jià)值01模式定義設(shè)計(jì)模式是在特定上下文中反復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題的解決方案，是一種可重用的設(shè)計(jì)思路，并非現(xiàn)成的設(shè)計(jì)模板。02核心價(jià)值通過(guò)總結(jié)和提煉經(jīng)典設(shè)計(jì)模式，提高軟件設(shè)計(jì)的重用性、可讀性和可維護(hù)性，并減少設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)模式發(fā)展歷程起源廣泛應(yīng)用軟件工程引入設(shè)計(jì)模式的概念最早由ChristopherAlexander在他的著作《APatternLanguage》中提出，并應(yīng)用于建筑和城市規(guī)劃領(lǐng)域。上世紀(jì)90年代，ErichGamma、RichardHelm、RalphJohnson和JohnVlissides將設(shè)計(jì)模式引入到軟件工程領(lǐng)域，并編寫了經(jīng)典的《DesignPatterns》一書。隨著面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的普及，設(shè)計(jì)模式逐漸成為軟件開發(fā)領(lǐng)域的重要組成部分，并得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。常見模式分類標(biāo)準(zhǔn)目的范圍復(fù)雜性耦合度根據(jù)設(shè)計(jì)模式的目的，可以將其分為創(chuàng)建型模式、結(jié)構(gòu)型模式和行為型模式三種。根據(jù)設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用范圍，可以將其分為類模式和對(duì)象模式兩種。根據(jù)設(shè)計(jì)模式的復(fù)雜程度，可以將其分為簡(jiǎn)單模式和復(fù)雜模式兩種。根據(jù)設(shè)計(jì)模式中的組件之間的耦合程度，可以將其分為低耦合模式和高耦合模式兩種。02PART創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式工廠方法模式原理定義工廠方法模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它定義了一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，但由子類決定要實(shí)例化的類是哪一個(gè)。工廠方法使得類的實(shí)例化被推遲到其子類。優(yōu)點(diǎn)使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到其子類，避免了對(duì)象創(chuàng)建時(shí)的耦合，增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。缺點(diǎn)需要擴(kuò)展時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建額外的子類，增加了類的數(shù)量，同時(shí)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。適用場(chǎng)景當(dāng)一個(gè)類不知道它所必須創(chuàng)建的對(duì)象的類的時(shí)候；當(dāng)一個(gè)類希望由它的子類來(lái)指定它所創(chuàng)建的對(duì)象的時(shí)候。定義優(yōu)點(diǎn)單例模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問(wèn)點(diǎn)來(lái)訪問(wèn)該實(shí)例。由于系統(tǒng)中只有一個(gè)實(shí)例，因此可以節(jié)省資源，同時(shí)單例模式可以提供全局訪問(wèn)點(diǎn)，方便系統(tǒng)狀態(tài)的共享和控制。單例模式實(shí)現(xiàn)策略缺點(diǎn)單例類的職責(zé)單一，容易違背“單一職責(zé)原則”；同時(shí)單例模式在多線程環(huán)境下需要考慮線程安全問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)策略餓漢式（立即加載）、懶漢式（延遲加載）、雙重檢查鎖定、靜態(tài)內(nèi)部類等。建造者模式應(yīng)用場(chǎng)景定義建造者模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。優(yōu)點(diǎn)可以使得構(gòu)建代碼與表示代碼分離，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性；可以更加靈活地控制對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的對(duì)象控制。缺點(diǎn)建造者模式的創(chuàng)建過(guò)程通常比工廠方法模式更加復(fù)雜，需要更多的類來(lái)定義構(gòu)建過(guò)程；同時(shí)，由于建造者模式是通過(guò)一步步構(gòu)建對(duì)象，因此可能會(huì)產(chǎn)生較多的臨時(shí)對(duì)象。應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象的算法應(yīng)該獨(dú)立于該對(duì)象的組成部分以及它們的裝配方式時(shí)；當(dāng)構(gòu)造過(guò)程必須允許被構(gòu)造的對(duì)象有不同的表示時(shí)。03PART結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式適配器模式實(shí)現(xiàn)方式類適配器通過(guò)繼承目標(biāo)類，同時(shí)實(shí)現(xiàn)源類的接口，通過(guò)重寫目標(biāo)類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)適配。01對(duì)象適配器通過(guò)組合的方式，將源類的對(duì)象作為適配器的成員，通過(guò)調(diào)用源類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)接口。02接口適配器通過(guò)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)接口，并將源類的方法包裝成接口中定義的方法，從而實(shí)現(xiàn)適配。03代理模式作用機(jī)制在編譯時(shí)就確定代理類和被代理類的關(guān)系，通過(guò)代理類調(diào)用被代理類的方法。靜態(tài)代理在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)生成代理類，通過(guò)反射機(jī)制調(diào)用被代理類的方法，實(shí)現(xiàn)了更靈活的代理。動(dòng)態(tài)代理通過(guò)代理類實(shí)現(xiàn)了對(duì)被代理類的控制，可以在不修改被代理類代碼的情況下擴(kuò)展功能。代理模式的作用裝飾者模式擴(kuò)展邏輯裝飾者模式定義在不改變?cè)蓄惖幕A(chǔ)上，通過(guò)裝飾者類對(duì)被裝飾類進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了功能的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)。裝飾者模式的特點(diǎn)裝飾者模式的應(yīng)用場(chǎng)景裝飾者類和被裝飾類實(shí)現(xiàn)了相同的接口，通過(guò)組合的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展；多個(gè)裝飾者可以組合使用，形成功能更為強(qiáng)大的裝飾器。需要?jiǎng)討B(tài)擴(kuò)展功能，且不能采用繼承方式進(jìn)行擴(kuò)展的場(chǎng)景，如IO流、JDBC等。12304PART行為型設(shè)計(jì)模式觀察者模式通信流程觀察者注冊(cè)觀察者響應(yīng)事件通知取消注冊(cè)在對(duì)象發(fā)生變化前，將觀察者注冊(cè)到被觀察對(duì)象的事件列表中。當(dāng)被觀察對(duì)象發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，會(huì)向所有注冊(cè)的觀察者發(fā)送通知。接收到通知的觀察者會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理，如更新數(shù)據(jù)或界面。觀察者不再需要接收通知時(shí)，可以從被觀察對(duì)象的事件列表中取消注冊(cè)。策略模式算法封裝定義算法族將每個(gè)算法封裝成獨(dú)立的策略類，使得算法可以互換使用。01上下文類上下文類持有一個(gè)策略類的引用，可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地切換策略。02策略接口定義一個(gè)公共接口，所有策略類都實(shí)現(xiàn)該接口，以確保算法可以互換。03客戶端調(diào)用客戶端通過(guò)上下文類的接口調(diào)用算法，具體使用哪個(gè)策略由上下文類決定。04狀態(tài)模式行為管理狀態(tài)封裝狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)處理上下文類將對(duì)象的狀態(tài)封裝成獨(dú)立的類，每個(gè)狀態(tài)類都實(shí)現(xiàn)相同的接口。狀態(tài)類中實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換邏輯，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)決定下一個(gè)狀態(tài)。每個(gè)狀態(tài)類都包含對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的處理邏輯，根據(jù)具體狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)操作。上下文類持有一個(gè)狀態(tài)類的引用，通過(guò)狀態(tài)類的實(shí)例來(lái)管理對(duì)象的狀態(tài)和行為。05PART模式應(yīng)用實(shí)踐原則功能性需求評(píng)估設(shè)計(jì)模式是否能滿足系統(tǒng)預(yù)期的功能需求。結(jié)構(gòu)性需求分析設(shè)計(jì)模式是否與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相匹配，包括模塊間的耦合度、內(nèi)聚性等。性能需求預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)模式在系統(tǒng)中的性能表現(xiàn)，如響應(yīng)時(shí)間、吞吐量等?？删S護(hù)性需求評(píng)估設(shè)計(jì)模式對(duì)系統(tǒng)可維護(hù)性的影響，包括代碼可讀性、可擴(kuò)展性等。場(chǎng)景適配性判斷標(biāo)準(zhǔn)模式組合使用規(guī)范根據(jù)系統(tǒng)需求，合理選擇并組合使用設(shè)計(jì)模式，避免模式之間的沖突和冗余。組合合理性明確每個(gè)設(shè)計(jì)模式的職責(zé)和使用范圍，確保各模式之間能夠協(xié)同工作。職責(zé)劃分制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模式使用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范過(guò)度設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)在滿足系統(tǒng)需求的前提下，盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，避免過(guò)度復(fù)雜的設(shè)計(jì)模式。01逐步演化隨著系統(tǒng)的演變，逐步引入和調(diào)整設(shè)計(jì)模式，避免一次性引入過(guò)多模式導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。02成本效益分析對(duì)設(shè)計(jì)模式的使用進(jìn)行成本效益分析，確保所投入的成本能夠帶來(lái)相應(yīng)的收益。0306PART模式演進(jìn)與趨勢(shì)微服務(wù)架構(gòu)模式融合智能化服務(wù)治理采用微服務(wù)架構(gòu)模式，可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)的自動(dòng)化治理，包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、容錯(cuò)處理等。03將大型軟件系統(tǒng)拆分成多個(gè)小型的微服務(wù)，可以更加靈活地組合和調(diào)用，滿足不同的業(yè)務(wù)需求。02服務(wù)拆分與組合微服務(wù)獨(dú)立部署每個(gè)微服務(wù)都可以獨(dú)立部署，不需要與其他服務(wù)相互依賴，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。01響應(yīng)式編程模式創(chuàng)新響應(yīng)式編程模式以數(shù)據(jù)流為核心，通過(guò)數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)界面更新和業(yè)務(wù)邏輯，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈活性。數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)聲明式編程異步編程模型響應(yīng)式編程采用聲明式編程方式，可以更加簡(jiǎn)潔地表達(dá)復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，降低開發(fā)難度和維護(hù)成本。響應(yīng)式編程采用異步編程模型，可以更好地處理異步調(diào)用和事件處理，提高系統(tǒng)的并發(fā)性能和穩(wěn)定性。云原生設(shè)計(jì)模式發(fā)展容器化部署云原生設(shè)計(jì)模式采用容器化部署方