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职责链模式

职责链模式

前几节课中,我们学习了模板模式、策略模式,今天,我们来学习职责链模式。这三种模式具有相同的作用:复用和扩展,在实际的项目开发中比较常用,特别是框架开发中,我们可以利用它们来提供框架的扩展点,能够让框架的使用者在不修改框架源码的情况下,基于扩展点定制化框架的功能。

今天,我们主要讲解职责链模式的原理和实现。除此之外,我还会利用职责链模式,带你实现一个可以灵活扩展算法的敏感词过滤框架。下一节课,我们会更加贴近实战,通过剖析 Servlet Filter、Spring Interceptor 来看,如何利用职责链模式实现框架中常用的过滤器、拦截器。


Weiser大约 20 分钟行为型设计模式
命令模式

命令模式

设计模式模块已经接近尾声了,现在我们只剩下 3 个模式还没有学习,它们分别是:命令模式、解释器模式、中介模式。这 3 个模式使用频率低、理解难度大,只在非常特定的应用场景下才会用到,所以,不是我们学习的重点,你只需要稍微了解,见了能认识就可以了。

今天呢,我们来学习其中的命令模式。在学习这个模式的过程中,你可能会遇到的最大的疑惑是,感觉命令模式没啥用,是一种过度设计,有更加简单的设计思路可以替代。所以,我今天讲解的重点是这个模式的设计意图,带你搞清楚到底什么情况下才真正需要使用它。

命令模式的原理解读


Weiser大约 9 分钟行为型设计模式
解释器模式

解释器模式

上节我们学习了命令模式。命令模式将请求封装成对象,方便作为函数参数传递和赋值给变量。它主要的应用场景是给命令的执行附加功能,换句话说,就是控制命令的执行,比如,排队、异步、延迟执行命令、给命令执行记录日志、撤销重做命令等等。总体上来讲,命令模式的应用范围并不广。

今天,我们来学习解释器模式,它用来描述如何构建一个简单的“语言”解释器。比起命令模式,解释器模式更加小众,只在一些特定的领域会被用到,比如编译器、规则引擎、正则表达式。所以,解释器模式也不是我们学习的重点,你稍微了解一下就可以了。

解释器模式的原理和实现


Weiser大约 11 分钟行为型设计模式
迭代器模式

迭代器模式

状态模式是状态机的一种实现方法。它通过将事件触发的状态转移和动作执行,拆分到不同的状态类中,以此来避免状态机类中的分支判断逻辑,应对状态机类代码的复杂性。

迭代器模式,它用来遍历集合对象。不过,很多编程语言都将迭代器作为一个基础的类库,直接提供出来了。在平时开发中,特别是业务开发,我们直接使用即可,很少会自己去实现一个迭代器。不过,知其然知其所以然,弄懂原理能帮助我们更好的使用这些工具类,所以,我觉得还是有必要学习一下这个模式。

我们知道,大部分编程语言都提供了多种遍历集合的方式,比如 for 循环、foreach 循环、迭代器等。所以,今天我们除了讲解迭代器的原理和实现之外,还会重点讲一下,相对于其他遍历方式,利用迭代器来遍历集合的优势。


Weiser大约 33 分钟行为型设计模式
中介者模式

中介者模式

跟前面刚刚讲过的命令模式、解释器模式类似,中介模式也属于不怎么常用的模式,应用场景比较特殊、有限,但是,跟它俩不同的是,中介模式理解起来并不难,代码实现也非常简单,学习难度要小很多。

如果你对中介模式有所了解,你可能会知道,中介模式跟之前讲过的观察者模式有点相似,所以,今天我们还会详细讨论下这两种模式的区别。

中介模式的原理和实现

中介模式的英文翻译是 Mediator Design Pattern。在 GoF 中的《设计模式》一书中,它是这样定义的:

Mediator pattern defines a separate (mediator) object that encapsulates the interaction between a set of objects and the objects delegate their interaction to a mediator object instead of interacting with each other directly.


Weiser大约 9 分钟行为型设计模式
备忘录模式

备忘录模式

上节我们学习了访问者模式。在 23 种设计模式中,访问者模式的原理和实现可以说是最难理解的了,特别是它的代码实现。其中,用 Single Dispatch 来模拟 Double Dispatch 的实现思路尤其不好理解。

今天,我们学习另外一种行为型模式,备忘录模式。这个模式理解、掌握起来不难,代码实现比较灵活,应用场景也比较明确和有限,主要是用来防丢失、撤销、恢复等。所以,相对于上两节课,今天的内容学起来相对会比较轻松些。

备忘录模式的原理与实现

备忘录模式,也叫快照(Snapshot)模式,英文翻译是 Memento Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》一书中,备忘录模式是这么定义的:


Weiser大约 8 分钟行为型设计模式
观察者模式

观察者模式

我们常把 23 种经典的设计模式分为三类:创建型、结构型、行为型。前面我们已经学习了创建型和结构型,从今天起,我们开始学习行为型设计模式。我们知道,创建型设计模式主要解决“对象的创建”问题,结构型设计模式主要解决“类或对象的组合或组装”问题,那行为型设计模式主要解决的就是“类或对象之间的交互”问题。

行为型设计模式比较多,有 11 个,几乎占了 23 种经典设计模式的一半。它们分别是:观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、状态模式、迭代器模式、访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式。

今天,我们学习第一个行为型设计模式,也是在实际的开发中用得比较多的一种模式:观察者模式。根据应用场景的不同,观察者模式会对应不同的代码实现方式:有同步阻塞的实现方式,也有异步非阻塞的实现方式;有进程内的实现方式,也有跨进程的实现方式。今天我会重点讲解原理、实现、应用场景。最后会实现一个基于观察者模式的异步非阻塞的 EventBus,加深对这个模式的理解。


Weiser大约 24 分钟行为型设计模式
状态模式

状态模式

在实际的软件开发中,状态模式并不是很常用,但是在能够用到的场景里,它可以发挥很大的作用。从这一点上来看,它有点像我们之前讲到的组合模式。

状态模式一般用来实现状态机,而状态机常用在游戏、工作流引擎等系统开发中。不过,状态机的实现方式有多种,除了状态模式,比较常用的还有分支逻辑法和查表法。今天,我们就详细讲讲这几种实现方式,并且对比一下它们的优劣和应用场景。

什么是有限状态机?

有限状态机,英文翻译是 Finite State Machine,缩写为 FSM,简称为状态机。状态机有 3 个组成部分:状态(State)、事件(Event)、动作(Action)。其中,事件也称为转移条件(Transition Condition)。事件触发状态的转移及动作的执行。不过,动作不是必须的,也可能只转移状态,不执行任何动作。


Weiser大约 11 分钟行为型设计模式
策略模式

策略模式

模板模式主要起到代码复用和扩展的作用。除此之外,我们还讲到了回调,它跟模板模式的作用类似,但使用起来更加灵活。它们之间的主要区别在于代码实现,模板模式基于继承来实现,回调基于组合来实现。

在实际的项目开发中,策略模式也比较常用。最常见的应用场景是,利用它来避免冗长的 if-else 或 switch 分支判断。不过,它的作用还不止如此。它也可以像模板模式那样,提供框架的扩展点等等。

策略模式的原理与实现

策略模式,英文全称是 Strategy Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》一书中,它是这样定义的:


Weiser大约 18 分钟行为型设计模式
模板模式

模板模式

上节学习了第一个行为型设计模式,观察者模式。针对不同的应用场景,有不同的实现方式,有同步阻塞、异步非阻塞的实现方式,也有进程内、进程间的实现方式。除此之外,还实现了一个简单的 EventBus 框架。

今天,再学习另外一种行为型设计模式,模板模式。绝大部分设计模式的原理和实现,都非常简单,难的是掌握应用场景,搞清楚能解决什么问题。 模板模式也不例外。模板模式主要是用来解决复用扩展两个问题。我们今天会结合 Java Servlet、JUnit TestCase、Java InputStream、Java AbstractList 四个例子来具体讲解这两个作用。


Weiser大约 21 分钟行为型设计模式
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