layout: post title: Android中常见的设计模式 subtitle: 写出优雅的代码 date: 2019-09-18 author: wushiqian header-img: img/post-bg-anim.jpg catalog: true tags:

- Android
    - 设计模式

设计模式

设计模式六大原则

单一职责原则

定义：就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

单一职责的划分界限并不是那么清晰，很多时候需要靠个人经验界定。当然最大的问题就是对职责的定义，什么是类的职责，以及怎么划分类的职责。

开放封闭原则

定义：类、模块、函数等应该是可以拓展的，但是不可修改。

里氏替换原则

定义：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

依赖倒置原则

定义：高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

迪米特原则

定义：一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。

接口隔离原则

定义：一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

SOLID原则

设计模式分类

GoF提出的设计模式总共有23种，根据目的准则分类，分为三大类

创建型设计模式
结构型设计模式
行为型设计模式

创建型设计模式

单例模式

作用：确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点。

使用一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。

私有构造函数保证了不能通过构造函数来创建对象实例，只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量。

1. 懒汉式-线程不安全

以下实现中，私有静态变量 uniqueInstance 被延迟实例化，这样做的好处是，如果没有用到该类，那么就不会实例化 uniqueInstance，从而节约资源。

这个实现在多线程环境下是不安全的，如果多个线程能够同时进入 if (uniqueInstance == null) ，并且此时 uniqueInstance 为 null，那么会有多个线程执行 uniqueInstance = new Singleton(); 语句，这将导致实例化多次 uniqueInstance。

public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

2. 饿汉式-线程安全

线程不安全问题主要是由于 uniqueInstance 被实例化多次，采取直接实例化 uniqueInstance 的方式就不会产生线程不安全问题。

但是直接实例化的方式也丢失了延迟实例化带来的节约资源的好处。

private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

3. 懒汉式-线程安全

只需要对 getUniqueInstance() 方法加锁，那么在一个时间点只能有一个线程能够进入该方法，从而避免了实例化多次 uniqueInstance。

但是当一个线程进入该方法之后，其它试图进入该方法的线程都必须等待，即使 uniqueInstance 已经被实例化了。这会让线程阻塞时间过长，因此该方法有性能问题。

public static synchronized Singleton getUniqueInstance() {
    if (uniqueInstance == null) {
        uniqueInstance = new Singleton();
    }
    return uniqueInstance;
}

4. 双重校验锁-线程安全

uniqueInstance 只需要被实例化一次，之后就可以直接使用了。加锁操作只需要对实例化那部分的代码进行，只有当 uniqueInstance 没有被实例化时，才需要进行加锁。

双重校验锁先判断 uniqueInstance 是否已经被实例化，如果没有被实例化，那么才对实例化语句进行加锁。

public class Singleton {

    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

如果只使用了一个 if 语句，在 uniqueInstance == null 的情况下，如果两个线程都执行了 if 语句，那么两个线程都会进入 if 语句块内。虽然在 if 语句块内有加锁操作，但是两个线程都会执行 uniqueInstance = new Singleton(); 这条语句，只是先后的问题，那么就会进行两次实例化。因此必须使用双重校验锁，也就是需要使用两个 if 语句：第一个 if 语句用来避免 uniqueInstance 已经被实例化之后的加锁操作，而第二个 if 语句前进行了加锁，所以只能有一个线程进入，就不会出现 uniqueInstance == null 时两个线程同时进行实例化操作。

uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码其实是分为三步执行：

为 uniqueInstance 分配内存空间
初始化 uniqueInstance
将 uniqueInstance 指向分配的内存地址

但是由于 JVM 具有指令重排的特性，执行顺序有可能变成 1>3>2。指令重排在单线程环境下不会出现问题，但是在多线程环境下会导致一个线程获得还没有初始化的实例。例如，线程 T₁ 执行了 1 和 3，此时 T₂ 调用 getUniqueInstance() 后发现 uniqueInstance 不为空，因此返回 uniqueInstance，但此时 uniqueInstance 还未被初始化。

在 JDK 1.5 后，使用 volatile 可以禁止 JVM 的指令重排，保证在多线程环境下也能正常运行。

5. 静态内部类实现

当 Singleton 类被加载时，静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 getUniqueInstance() 方法从而触发 SingletonHolder.INSTANCE 时 SingletonHolder 才会被加载，此时初始化 INSTANCE 实例，并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。

这种方式不仅具有延迟初始化的好处，而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

简单工厂模式

目的：在创建一个对象时不向客户暴露内部细节，并提供一个创建对象的通用接口。

模式结构

简单工厂把实例化的操作单独放到一个类中，这个类就成为简单工厂类，让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化。

这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。客户类往往有多个，如果不使用简单工厂，那么所有的客户类都要知道所有子类的细节。而且一旦子类发生改变，例如增加子类，那么所有的客户类都要进行修改。

实现

public interface Product {
}

public class ConcreteProduct implements Product {
}

public class ConcreteProduct1 implements Product {
}

public class ConcreteProduct2 implements Product {
}

以下的 Client 类包含了实例化的代码，这是一种错误的实现。如果在客户类中存在这种实例化代码，就需要考虑将代码放到简单工厂中。

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        int type = 1;
        Product product;
        if (type == 1) {
            product = new ConcreteProduct1();
        } else if (type == 2) {
            product = new ConcreteProduct2();
        } else {
            product = new ConcreteProduct();
        }
        // do something with the product
    }
}

以下的 SimpleFactory 是简单工厂实现，它被所有需要进行实例化的客户类调用。

public class SimpleFactory {

    public Product createProduct(int type) {
        if (type == 1) {
            return new ConcreteProduct1();
        } else if (type == 2) {
            return new ConcreteProduct2();
        }
        return new ConcreteProduct();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();
        Product product = simpleFactory.createProduct(1);
        // do something with the product
    }
}

应用

JDK类库中广泛使用了简单工厂模式，如工具类java.text.DateFormat，它用于格式化一个本地日期或者时间。

public final static DateFormat getDateInstance();
public final static DateFormat getDateInstance(int style);
public final static DateFormat getDateInstance(int style,Locale
locale);

Java加密技术

获取不同加密算法的密钥生成器:

KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("DESede");

创建密码器:

Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");

工厂方法模式

目的：定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化操作推迟到子类。

模式结构

在简单工厂中，创建对象的是另一个类，而在工厂方法中，是由子类来创建对象。

下图中，Factory 有一个 doSomething() 方法，这个方法需要用到一个产品对象，这个产品对象由 factoryMethod() 方法创建。该方法是抽象的，需要由子类去实现。

FactoryMethod

实现

public abstract class Factory {
    abstract public Product factoryMethod();
    public void doSomething() {
        Product product = factoryMethod();
        // do something with the product
    }
}

public class ConcreteFactory extends Factory {
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProduct();
    }
}

public class ConcreteFactory1 extends Factory {
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProduct1();
    }
}

public class ConcreteFactory2 extends Factory {
    public Product factoryMethod() {
        return new ConcreteProduct2();
    }
}

应用

JDBC中的工厂方法:

Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:microsoft:sqlserver://loc
alhost:1433; DatabaseName=DB;user=sa;password=");
Statement statement=conn.createStatement();
ResultSet rs=statement.executeQuery("select * from UserInfo");

抽象工厂模式

目的：提供一个接口，用于创建 相关的对象家族 。

模式结构

抽象工厂模式创建的是对象家族，也就是很多对象而不是一个对象，并且这些对象是相关的，也就是说必须一起创建出来。而工厂方法模式只是用于创建一个对象，这和抽象工厂模式有很大不同。

抽象工厂模式用到了工厂方法模式来创建单一对象，AbstractFactory 中的 createProductA() 和 createProductB() 方法都是让子类来实现，这两个方法单独来看就是在创建一个对象，这符合工厂方法模式的定义。

至于创建对象的家族这一概念是在 Client 体现，Client 要通过 AbstractFactory 同时调用两个方法来创建出两个对象，在这里这两个对象就有很大的相关性，Client 需要同时创建出这两个对象。

从高层次来看，抽象工厂使用了组合，即 Cilent 组合了 AbstractFactory，而工厂方法模式使用了继承。

实现

public class AbstractProductA {
}

public class AbstractProductB {
}

public class ProductA1 extends AbstractProductA {
}

public class ProductA2 extends AbstractProductA {
}

public class ProductB1 extends AbstractProductB {
}

public class ProductB2 extends AbstractProductB {
}

public abstract class AbstractFactory {
    abstract AbstractProductA createProductA();
    abstract AbstractProductB createProductB();
}

public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {
    AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA1();
    }

    AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB1();
    }
}

public class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory {
    AbstractProductA createProductA() {
        return new ProductA2();
    }

    AbstractProductB createProductB() {
        return new ProductB2();
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractFactory abstractFactory = new ConcreteFactory1();
        AbstractProductA productA = abstractFactory.createProductA();
        AbstractProductB productB = abstractFactory.createProductB();
        // do something with productA and productB
    }
}

优点：

分离接口与实现，面向接口编程，使其从具体的产品实现中解耦，同时基于接口与实现的分离，使抽象该工厂方法模式在切换产品类时更加灵活、容易。

缺点：

类文件的爆炸性增加。
新的产品类不易扩展。

实现

日常开发的BaseActivity抽象工厂模式：

定义：为创建一组相关或者是相互依赖的对象提供一个接口，而不需要指定它们的具体类。

主题切换的应用：

比如我们的应用中有两套主题，分别为亮色主题LightTheme和暗色主题DarkTheme，这两种主题我们可以通过一个抽象的类或接口来定义，而在对应主题下我们又有各类不同的UI元素，比如Button、TextView、Dialog、ActionBar等，这些UI元素都会分别对应不同的主题，这些UI元素我们也可以通过抽象的类或接口定义，抽象的主题、具体的主题、抽象的UI元素和具体的UI元素之间的关系就是抽象工厂模式最好的体现。

建造者模式

AlertDialog、Notification源码中使用了Bulider（建造者）模式完成参数的初始化：

在AlertDialog的Builder模式中并没有看到Direcotr角色的出现，其实在很多场景中，Android并没有完全按照GOF的经典设计模式来实现，而是做了一些修改，使得这个模式更易于使用。这个的AlertDialog.Builder同时扮演了上下文中提到的builder、ConcreteBuilder、Director的角色，简化了Builder模式的设计。当模块比较稳定，不存在一些变化时，可以在经典模式实现的基础上做出一些精简，而不是照搬GOF上的经典实现，更不要生搬硬套，使程序失去架构之美。

定义：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。即将配置从目标类中隔离出来，避免过多的setter方法。

优点：

1、良好的封装性，使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
2、建造者独立，容易扩展。

缺点：

会产生多余的Builder对象以及Director对象，消耗内存。

简单工厂、工厂方法、抽象工厂、Builder模式的区别？

简单工厂模式：一个工厂方法创建不同类型的对象。
工厂方法模式：一个具体的工厂类负责创建一个具体对象类型。
抽象工厂模式：一个具体的工厂类负责创建一系列相关的对象。
Builder模式：对象的构建与表示分离，它更注重对象的创建过程。

结构型设计模式

代理模式

目的：控制对其它对象的访问。

代理有以下四类：

远程代理（Remote Proxy）：控制对远程对象（不同地址空间）的访问，它负责将请求及其参数进行编码，并向不同地址空间中的对象发送已经编码的请求。
虚拟代理（Virtual Proxy）：根据需要创建开销很大的对象，它可以缓存实体的附加信息，以便延迟对它的访问，例如在网站加载一个很大图片时，不能马上完成，可以用虚拟代理缓存图片的大小信息，然后生成一张临时图片代替原始图片。
保护代理（Protection Proxy）：按权限控制对象的访问，它负责检查调用者是否具有实现一个请求所必须的访问权限。
智能代理（Smart Reference）：取代了简单的指针，它在访问对象时执行一些附加操作：记录对象的引用次数；当第一次引用一个对象时，将它装入内存；在访问一个实际对象前，检查是否已经锁定了它，以确保其它对象不能改变它。

实现

以下是一个虚拟代理的实现，模拟了图片延迟加载的情况下使用与图片大小相等的临时内容去替换原始图片，直到图片加载完成才将图片显示出来。

public interface Image {
    void showImage();
}

public class HighResolutionImage implements Image {

    private URL imageURL;
    private long startTime;
    private int height;
    private int width;

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public HighResolutionImage(URL imageURL) {
        this.imageURL = imageURL;
        this.startTime = System.currentTimeMillis();
        this.width = 600;
        this.height = 600;
    }

    public boolean isLoad() {
        // 模拟图片加载，延迟 3s 加载完成
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        return endTime - startTime > 3000;
    }

    @Override
    public void showImage() {
        System.out.println("Real Image: " + imageURL);
    }
}

public class ImageProxy implements Image {

    private HighResolutionImage highResolutionImage;

    public ImageProxy(HighResolutionImage highResolutionImage) {
        this.highResolutionImage = highResolutionImage;
    }

    @Override
    public void showImage() {
        while (!highResolutionImage.isLoad()) {
            try {
                System.out.println("Temp Image: " + highResolutionImage.getWidth() + " " + highResolutionImage.getHeight());
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        highResolutionImage.showImage();
    }
}

public class ImageViewer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String image = "http://image.jpg";
        URL url = new URL(image);
        HighResolutionImage highResolutionImage = new HighResolutionImage(url);
        ImageProxy imageProxy = new ImageProxy(highResolutionImage);
        imageProxy.showImage();
    }
}

应用

AIDL代理模式：

静态代理：代码运行前代理类的class编译文件就已经存在。

动态代理：通过反射动态地生成代理者的对象。代理谁将会在执行阶段决定。将原来代理类所做的工作由InvocationHandler来处理。

使用场景：

当无法或不想直接访问某个对象或访问某个对象存在困难时可以通过一个代理对象来间接访问，为了保证客户端使用的透明性，委托对象与代理对象需要实现相同的接口。

缺点：

对类的增加。

装饰模式

目的：为对象动态添加功能。

装饰者（Decorator）和具体组件（ConcreteComponent）都继承自组件（Component），具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。

实现

设计不同种类的饮料，饮料可以添加配料，比如可以添加牛奶，并且支持动态添加新配料。每增加一种配料，该饮料的价格就会增加，要求计算一种饮料的价格。

下图表示在 DarkRoast 饮料上新增新添加 Mocha 配料，之后又添加了 Whip 配料。DarkRoast 被 Mocha 包裹，Mocha 又被 Whip 包裹。它们都继承自相同父类，都有 cost() 方法，外层类的 cost() 方法调用了内层类的 cost() 方法。

public interface Beverage {
    double cost();
}

public class DarkRoast implements Beverage {
    @Override
    public double cost() {
        return 1;
    }
}

public class HouseBlend implements Beverage {
    @Override
    public double cost() {
        return 1;
    }
}

public abstract class CondimentDecorator implements Beverage {
    protected Beverage beverage;
}

public class Milk extends CondimentDecorator {

    public Milk(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1 + beverage.cost();
    }
}

public class Mocha extends CondimentDecorator {

    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1 + beverage.cost();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new HouseBlend();
        beverage = new Mocha(beverage);
        beverage = new Milk(beverage);
        System.out.println(beverage.cost());
    }
}

类应该对扩展开放，对修改关闭：也就是添加新功能时不需要修改代码。饮料可以动态添加新的配料，而不需要去修改饮料的代码。

不可能把所有的类设计成都满足这一原则，应当把该原则应用于最有可能发生改变的地方。

外观模式

目的：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，从而让子系统更容易使用。

实现

观看电影需要操作很多电器，使用外观模式实现一键看电影功能。

public class SubSystem {
    public void turnOnTV() {
        System.out.println("turnOnTV()");
    }

    public void setCD(String cd) {
        System.out.println("setCD( " + cd + " )");
    }

    public void startWatching(){
        System.out.println("startWatching()");
    }
}

public class Facade {
    private SubSystem subSystem = new SubSystem();

    public void watchMovie() {
        subSystem.turnOnTV();
        subSystem.setCD("a movie");
        subSystem.startWatching();
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        facade.watchMovie();
    }
}

最少知识原则：只和你的密友谈话。也就是说客户对象所需要交互的对象应当尽可能少。

优点：

对客户程序隐藏子系统细节，因而减少了客户对于子系统的耦合，能够拥抱变化。
外观类对子系统的接口封装，使得系统更易用使用。

缺点：

外观类接口膨胀。
外观类没有遵循开闭原则，当业务出现变更时，可能需要直接修改外观类。

应用

Context/ContextImpl外观模式：

使用场景：

为一个复杂子系统提供一个简单接口。

装饰模式和代理模式有哪些区别？与桥接模式相比呢？

1、装饰模式是以客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案；而代理模式则是给一个对象提供一个代理对象，并由代理对象来控制对原有对象的引用。
2、装饰模式应该为所装饰的对象增强功能；代理模式对代理的对象施加控制，但不对对象本身的功能进行增加。
3、桥接模式的作用于代理、装饰截然不同，它主要是为了应对某个类族有多个变化维度导致子类类型急剧增多的场景。通过桥接模式将多个变化维度隔离开，使得它们可以独立地变化，最后通过组合使它们应对多维变化，减少子类的数量和复杂度。

责任链模式

目的：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。

将这些对象连成一条链，并沿着这条链发送该请求，直到有一个对象处理它为止。

模式结构

Handler：定义处理请求的接口，并且实现后继链（successor）

实现

public abstract class Handler {

    protected Handler successor;

    public Handler(Handler successor) {
        this.successor = successor;
    }

    protected abstract void handleRequest(Request request);
}

public class ConcreteHandler1 extends Handler {

    public ConcreteHandler1(Handler successor) {
        super(successor);
    }


    @Override
    protected void handleRequest(Request request) {
        if (request.getType() == RequestType.TYPE1) {
            System.out.println(request.getName() + " is handle by ConcreteHandler1");
            return;
        }
        if (successor != null) {
            successor.handleRequest(request);
        }
    }
}

public class ConcreteHandler2 extends Handler {

    public ConcreteHandler2(Handler successor) {
        super(successor);
    }


    @Override
    protected void handleRequest(Request request) {
        if (request.getType() == RequestType.TYPE2) {
            System.out.println(request.getName() + " is handle by ConcreteHandler2");
            return;
        }
        if (successor != null) {
            successor.handleRequest(request);
        }
    }
}

public class Request {

    private RequestType type;
    private String name;


    public Request(RequestType type, String name) {
        this.type = type;
        this.name = name;
    }


    public RequestType getType() {
        return type;
    }


    public String getName() {
        return name;
    }
}

public enum RequestType {
    TYPE1, TYPE2
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Handler handler1 = new ConcreteHandler1(null);
        Handler handler2 = new ConcreteHandler2(handler1);

        Request request1 = new Request(RequestType.TYPE1, "request1");
        handler2.handleRequest(request1);

        Request request2 = new Request(RequestType.TYPE2, "request2");
        handler2.handleRequest(request2);
    }
}

request1 is handle by ConcreteHandler1
request2 is handle by ConcreteHandler2

优点：

将请求者和处理者关系解耦，提供代码的灵活性。

缺点：

对链中请求处理者的遍历中，如果处理者太多，那么遍历必定会影响性能，特别是在一些递归调用中，要慎重。

应用

Okhttp内部使用了责任链模式来完成每个Interceptor拦截器的调用：

ViewGroup事件传递的递归调用就类似一条责任链，一旦其寻找到责任者，那么将由责任者持有并消费掉该次事件，具体体现在View的onTouchEvent方法中返回值的设置，如果onTouchEvent返回false，那么意味着当前View不会是该次事件的责任人，将不会对其持有；如果为true则相反，此时View会持有该事件并不再向下传递。

行为型设计模式

策略模式

目的：定义一系列算法，封装每个算法，并使它们可以互换。

策略模式可以让算法独立于使用它的客户端。

模式结构

Strategy 接口定义了一个算法族，它们都实现了 behavior() 方法。
Context 是使用到该算法族的类，其中的 doSomething() 方法会调用 behavior()，setStrategy(Strategy) 方法可以动态地改变 strategy 对象，也就是说能动态地改变 Context 所使用的算法。

Strategy

与状态模式的比较

状态模式的类图和策略模式类似，并且都是能够动态改变对象的行为。但是状态模式是通过状态转移来改变 Context 所组合的 State 对象，而策略模式是通过 Context 本身的决策来改变组合的 Strategy 对象。所谓的状态转移，是指 Context 在运行过程中由于一些条件发生改变而使得 State 对象发生改变，注意必须要是在运行过程中。

状态模式主要是用来解决状态转移的问题，当状态发生转移了，那么 Context 对象就会改变它的行为；而策略模式主要是用来封装一组可以互相替代的算法族，并且可以根据需要动态地去替换 Context 使用的算法。

应用

例如

模板方法模式

目的：定义算法框架，并将一些步骤的实现延迟到子类。

通过模板方法，子类可以重新定义算法的某些步骤，而不用改变算法的结构。

冲咖啡和冲茶都有类似的流程，但是某些步骤会有点不一样，要求复用那些相同步骤的代码。

public abstract class CaffeineBeverage {

    final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    abstract void brew();

    abstract void addCondiments();

    void boilWater() {
        System.out.println("boilWater");
    }

    void pourInCup() {
        System.out.println("pourInCup");
    }
}

public class Coffee extends CaffeineBeverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Coffee.brew");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Coffee.addCondiments");
    }
}

public class Tea extends CaffeineBeverage {
    @Override
    void brew() {
        System.out.println("Tea.brew");
    }

    @Override
    void addCondiments() {
        System.out.println("Tea.addCondiments");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CaffeineBeverage caffeineBeverage = new Coffee();
        caffeineBeverage.prepareRecipe();
        System.out.println("-----------");
        caffeineBeverage = new Tea();
        caffeineBeverage.prepareRecipe();
    }
}

boilWater
Coffee.brew
pourInCup
Coffee.addCondiments
-----------
boilWater
Tea.brew
pourInCup
Tea.addCondiments

观察者模式

定义对象之间的一对多依赖，当一个对象状态改变时，它的所有依赖都会收到通知并且自动更新状态。

主题（Subject）是被观察的对象，而其所有依赖者（Observer）称为观察者。

模式结构

主题（Subject）具有注册和移除观察者、并通知所有观察者的功能，主题是通过维护一张观察者列表来实现这些操作的。

观察者（Observer）的注册功能需要调用主题的 registerObserver() 方法。

实现

天气数据布告板会在天气信息发生改变时更新其内容，布告板有多个，并且在将来会继续增加。

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer o);

    void removeObserver(Observer o);

    void notifyObserver();
}

public class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObserver();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if (i >= 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
}

public interface Observer {
    void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

public class StatisticsDisplay implements Observer {

    public StatisticsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.reisterObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        System.out.println("StatisticsDisplay.update: " + temp + " " + humidity + " " + pressure);
    }
}

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {

    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        System.out.println("CurrentConditionsDisplay.update: " + temp + " " + humidity + " " + pressure);
    }
}

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);

        weatherData.setMeasurements(0, 0, 0);
        weatherData.setMeasurements(1, 1, 1);
    }
}

CurrentConditionsDisplay.update: 0.0 0.0 0.0
StatisticsDisplay.update: 0.0 0.0 0.0
CurrentConditionsDisplay.update: 1.0 1.0 1.0
StatisticsDisplay.update: 1.0 1.0 1.0

RxJava的观察者模式：

定义：定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

ListView/RecyclerView的Adapter的notifyDataSetChanged方法、广播、事件总线机制。

观察者模式主要的作用就是对象解耦，将观察者与被观察者完全隔离，只依赖于Observer和Observable抽象。

优点：

观察者和被观察者之间是抽象耦合，应对业务变化。
增强系统灵活性、可扩展性。

缺点：

在Java中消息的通知默认是顺序执行，一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般考虑采用异步的方式。

小结

参考：《Android源码设计模式解析与实战（第二部）》、《大话设计模式》、《Android进阶之光》

[Graphic Design Patterns](https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/index.html)

设计模式

设计模式六大原则

设计模式分类

创建型设计模式

单例模式

1. 懒汉式-线程不安全

2. 饿汉式-线程安全

3. 懒汉式-线程安全

4. 双重校验锁-线程安全

5. 静态内部类实现

简单工厂模式

模式结构

实现

应用

工厂方法模式

模式结构

实现

应用

抽象工厂模式

模式结构

实现

实现

建造者模式

简单工厂、工厂方法、抽象工厂、Builder模式的区别？

结构型设计模式

代理模式

实现

应用

装饰模式

实现

外观模式

实现

应用

装饰模式和代理模式有哪些区别 ？与桥接模式相比呢？

责任链模式

模式结构

实现

应用

行为型设计模式

策略模式

模式结构

与状态模式的比较

应用

模板方法模式

观察者模式

模式结构

实现

小结

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装饰模式和代理模式有哪些区别？与桥接模式相比呢？