從零學(xué)Java設(shè)計(jì)模式

譯者序
序
前　言
審校者簡(jiǎn)介
第一部分　設(shè)計(jì)模式與Java平臺(tái)的功能
第1章　軟件設(shè)計(jì)模式入門　3
1.1　技術(shù)準(zhǔn)備　3
1.2　編程：從符號(hào)到程序　3
1.3　OOP與APIE　5
1.3.1　封裝—只公布那些必須公布的信息　6
1.3.2　繼承—在應(yīng)該創(chuàng)造新類的時(shí)候創(chuàng)造　6
1.3.3　多態(tài)—根據(jù)需要表現(xiàn)出不同的行為　7
1.3.4　抽象—從細(xì)節(jié)中提取一套標(biāo)準(zhǔn)功能　9
1.3.5　把抽象、多態(tài)、繼承、封裝這四個(gè)概念貫穿起來　11
1.4　SOLID設(shè)計(jì)原則　12
1.4.1　單一功能原則—每個(gè)類只負(fù)責(zé)一件事　13
1.4.2　開閉原則　13
1.4.3　里氏替換原則—子類必須能夠當(dāng)作超類來使用　14
1.4.4　接口隔離原則　15
1.4.5　依賴反轉(zhuǎn)原則　17
1.5　設(shè)計(jì)模式為何如此重要　18
1.6　設(shè)計(jì)模式能夠解決哪些問題　18
1.7　小結(jié)　20
1.8　習(xí)題　21
1.9　參考資料　21
第2章　Java平臺(tái)　22
2.1　技術(shù)準(zhǔn)備　22
2.2　Java是如何誕生的　22
2.3　Java平臺(tái)的模型與功能　23
2.3.1　JDK　24
2.3.2　JRE　25
2.3.3　JVM　25
2.4　垃圾收集機(jī)制與Java內(nèi)存模型　30
2.4.1　JMM　30
2.4.2　GC與自動(dòng)內(nèi)存管理　32
2.5　Java的核心API　35
2.5.1　原始類型與包裝器類型　36
2.5.2　與String有關(guān)的API　37
2.5.3　數(shù)組　39
2.5.4　Java集合框架　40
2.5.5　Math API　42
2.6　函數(shù)式編程與Java　43
2.6.1　lambda與函數(shù)接口　43
2.6.2　用匿名類與lambda表達(dá)式充當(dāng)函數(shù)接口并在Stream API中使用　44
2.7　Java的模塊系統(tǒng)　45
2.8　Java語(yǔ)言在第11～17版之間添加的特性　48
2.8.1　允許使用var關(guān)鍵字聲明lambda表達(dá)式的參數(shù)（Java SE 11，JEP-323）　48
2.8.2　switch表達(dá)式（Java SE 14，JEP-361）　49
2.8.3　文本塊（Java SE 15，JEP-378）　49
2.8.4　instanceof運(yùn)算符的模式匹配功能（Java SE 16，JEP-394）　50
2.8.5　record（Java SE 16，JEP-395）　50
2.8.6　sealed類（Java SE 17，JEP-409）　50
2.8.7　Java API采用UTF-8作為默認(rèn)字符集（Java SE 18，JEP-400）　51
2.8.8　帶有模式匹配功能的switch（Java SE 18，Second Preview，JEP-420）　52
2.9　Java的并發(fā)　52
2.9.1　從線程到執(zhí)行器　52
2.9.2　執(zhí)行任務(wù)的兩種方式　54
2.10　小結(jié)　55
2.11　習(xí)題　56
2.12　參考資料　56
第二部分　用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)模式
第3章　創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式　61
3.1　技術(shù)準(zhǔn)備　61
3.2　從類怎么變成對(duì)象說起　61
3.3　工廠方法模式—根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)創(chuàng)建對(duì)象　63
3.3.1　動(dòng)機(jī)　63
3.3.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　63
3.3.3　范例代碼　64
3.3.4　模式小結(jié)　66
3.4　抽象工廠模式—用適當(dāng)?shù)墓S方法創(chuàng)建某個(gè)系列的產(chǎn)品　66
3.4.1　動(dòng)機(jī)　67
3.4.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　67
3.4.3　范例代碼　67
3.4.4　模式小結(jié)　69
3.5　建造者模式—實(shí)例化復(fù)雜的對(duì)象　70
3.5.1　動(dòng)機(jī)　70
3.5.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　70
3.5.3　范例代碼　71
3.5.4　模式小結(jié)　72
3.6　原型模式—克隆對(duì)象　73
3.6.1　動(dòng)機(jī)　73
3.6.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　73
3.6.3　范例代碼　74
3.6.4　模式小結(jié)　76
3.7　單例模式—確保某個(gè)類只存在一個(gè)實(shí)例　77
3.7.1　動(dòng)機(jī)　77
3.7.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　77
3.7.3　范例代碼　77
3.7.4　模式小結(jié)　79
3.8　對(duì)象池模式—提高性能　80
3.8.1　動(dòng)機(jī)　80
3.8.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　80
3.8.3　范例代碼　80
3.8.4　模式小結(jié)　82
3.9　惰性初始化模式—按需初始化對(duì)象　83
3.9.1　動(dòng)機(jī)　83
3.9.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　83
3.9.3　范例代碼　84
3.9.4　模式小結(jié)　86
3.10　依賴注入模式—減少類之間的依賴關(guān)系　86
3.10.1　動(dòng)機(jī)　86
3.10.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　87
3.10.3　范例代碼　87
3.10.4　模式小結(jié)　90
3.11　小結(jié)　91
3.12　習(xí)題　92
3.13　參考資料　92
第4章　結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式　93
4.1　技術(shù)準(zhǔn)備　93
4.2　適配器模式—讓不兼容的對(duì)象變得兼容　93
4.2.1　動(dòng)機(jī)　93
4.2.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　94
4.2.3　范例代碼　94
4.2.4　模式小結(jié)　97
4.3　橋接模式—獨(dú)立地解耦對(duì)象和開發(fā)對(duì)象　97
4.3.1　動(dòng)機(jī)　97
4.3.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　97
4.3.3　范例代碼　98
4.3.4　模式小結(jié)　100
4.4　組合模式—用相同的方式處理不同的對(duì)象　100
4.4.1　動(dòng)機(jī)　100
4.4.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　100
4.4.3　范例代碼　101
4.4.4　模式小結(jié)　102
4.5　修飾器模式—擴(kuò)展對(duì)象的功能　102
4.5.1　動(dòng)機(jī)　102
4.5.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　103
4.5.3　范例代碼　103
4.5.4　模式小結(jié)　105
4.6　外觀模式—簡(jiǎn)化程序與某一群對(duì)象之間的通信邏輯　105
4.6.1　動(dòng)機(jī)　105
4.6.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　105
4.6.3　范例代碼　106
4.6.4　模式小結(jié)　107
4.7　過濾器模式—根據(jù)條件選出需要的對(duì)象　107
4.7.1　動(dòng)機(jī)　107
4.7.2　該模式在JDK中的運(yùn)用　107
4.7.3　范例代碼　107
4.7.4　模式小結(jié)　110
4.8　享元模式—跨應(yīng)用程序共享對(duì)象  110
4.8.1　動(dòng)機(jī)  110
4.8.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  110
4.8.3　范例代碼  110
4.8.4　模式小結(jié)  112
4.9　前端控制器模式—統(tǒng)一處理請(qǐng)求  112
4.9.1　動(dòng)機(jī)  112
4.9.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  113
4.9.3　范例代碼  113
4.9.4　模式小結(jié)  115
4.10　標(biāo)記模式—識(shí)別實(shí)例  115
4.10.1　動(dòng)機(jī)  115
4.10.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  115
4.10.3　范例代碼  116
4.10.4　模式小結(jié)  118
4.11　模塊模式—利用模塊的概念來管理各個(gè)組件  118
4.11.1　動(dòng)機(jī)  118
4.11.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  118
4.11.3　范例代碼  118
4.11.4　模式小結(jié)  120
4.12　代理模式—為對(duì)象提供占位符  120
4.12.1　動(dòng)機(jī)  120
4.12.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  121
4.12.3　范例代碼  121
4.12.4　模式小結(jié)  122
4.13　孿生模式—在Java語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)多重繼承  122
4.13.1　動(dòng)機(jī)  122
4.13.2　范例代碼  123
4.13.3　模式小結(jié)  124
4.14　小結(jié)  124
4.15　習(xí)題  125
4.16　參考資料  125
第5章　行為型設(shè)計(jì)模式  126
5.1　技術(shù)準(zhǔn)備  126
5.2　緩存模式—降低程序開銷  126
5.2.1　動(dòng)機(jī)  127
5.2.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  127
5.2.3　范例代碼  127
5.2.4　模式小結(jié)  129
5.3　責(zé)任鏈模式—清晰而靈活地處理事件  129
5.3.1　動(dòng)機(jī)  129
5.3.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  130
5.3.3　范例代碼  130
5.3.4　模式小結(jié)  131
5.4　命令模式—把信息轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的動(dòng)作  132
5.4.1　動(dòng)機(jī)  132
5.4.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  132
5.4.3　范例代碼  132
5.4.4　模式小結(jié)  133
5.5　解釋器模式—賦予上下文意義  134
5.5.1　動(dòng)機(jī)  134
5.5.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  134
5.5.3　范例代碼  134
5.5.4　模式小結(jié)  136
5.6　迭代器模式—檢查所有元素  136
5.6.1　動(dòng)機(jī)  136
5.6.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  136
5.6.3　范例代碼  136
5.6.4　模式小結(jié)  138
5.7　中介者模式—讓對(duì)象之間更好地交換信息  138
5.7.1　動(dòng)機(jī)  138
5.7.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  139
5.7.3　范例代碼  139
5.7.4　模式小結(jié)  140
5.8　備忘錄模式—把對(duì)象恢復(fù)到應(yīng)有的狀態(tài)  140
5.8.1　動(dòng)機(jī)  140
5.8.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  140
5.8.3　范例代碼  140
5.8.4　模式小結(jié)  142
5.9　空對(duì)象模式—避免空指針異常  143
5.9.1　動(dòng)機(jī)  143
5.9.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  143
5.9.3　范例代碼  143
5.9.4　模式小結(jié)  144
5.10　觀察者模式—讓相關(guān)各方都得到通知  145
5.10.1　動(dòng)機(jī)  145
5.10.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  145
5.10.3　范例代碼  145
5.10.4　模式小結(jié)  146
5.11　管道模式—處理實(shí)例階段  146
5.11.1　動(dòng)機(jī)  147
5.11.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  147
5.11.3　范例代碼  147
5.11.4　模式小結(jié)  148
5.12　狀態(tài)模式—變更對(duì)象的內(nèi)部行為  149
5.12.1　動(dòng)機(jī)  149
5.12.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  149
5.12.3　范例代碼  149
5.12.4　模式小結(jié)  150
5.13　策略模式—切換對(duì)象的行為  150
5.13.1　動(dòng)機(jī)  151
5.13.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  151
5.13.3　范例代碼  151
5.13.4　模式小結(jié)  152
5.14　模板模式—制定標(biāo)準(zhǔn)的處理流程  153
5.14.1　動(dòng)機(jī)  153
5.14.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  153
5.14.3　范例代碼  153
5.14.4　模式小結(jié)  155
5.15　訪問者模式—根據(jù)對(duì)象的類型執(zhí)行代碼  155
5.15.1　動(dòng)機(jī)  155
5.15.2　該模式在JDK中的運(yùn)用  155
5.15.3　范例代碼  155
5.15.4　模式小結(jié)  157
5.16　小結(jié)  158
5.17　習(xí)題  158
5.18　參考資料  159
第三部分　其他重要的模式與反模式
第6章　并發(fā)設(shè)計(jì)模式  163
6.1　技術(shù)準(zhǔn)備  163
6.2　主動(dòng)對(duì)象模式—解耦方法的執(zhí)行時(shí)機(jī)與觸發(fā)時(shí)機(jī)  164
6.2.1　動(dòng)機(jī)  164
6.2.2　范例代碼  164
6.2.3　模式小結(jié)  167
6.3　異步方法調(diào)用模式—讓任務(wù)以非阻塞的方式執(zhí)行  167
6.3.1　動(dòng)機(jī)  167
6.3.2　范例代碼  167
6.3.3　模式小結(jié)  169
6.4　阻行模式—延遲執(zhí)行，直到前一個(gè)任務(wù)完成  170
6.4.1　動(dòng)機(jī)  171
6.4.2　范例代碼  171
6.4.3　模式小結(jié)  173
6.5　雙重檢查鎖模式—提供唯一的對(duì)象實(shí)例  173
6.5.1　動(dòng)機(jī)  173
6.5.2　范例代碼  174
6.5.3　模式小結(jié)  176
6.6　讀寫鎖模式—實(shí)現(xiàn)有目的的線程阻塞  176
6.6.1　動(dòng)機(jī)  176
6.6.2　范例代碼  177
6.6.3　模式小結(jié)  178
6.7　生產(chǎn)者–消費(fèi)者模式—解耦執(zhí)行邏輯  180
6.7.1　動(dòng)機(jī)  180
6.7.2　范例代碼  180
6.7.3　模式小結(jié)  181
6.8　調(diào)度器模式—執(zhí)行孤立的任務(wù)  182
6.8.1　動(dòng)機(jī)  182
6.8.2　范例代碼  183
6.8.3　模式小結(jié)  187
6.9　線程池模式—有效地利用線程  187
6.9.1　動(dòng)機(jī)  187
6.9.2　范例代碼  187
6.9.3　模式小結(jié)  188
6.10　小結(jié)  189
6.11　習(xí)題  190
6.12　參考資料  190
第7章　常見的反模式  191
7.1　技術(shù)準(zhǔn)備  192
7.2　什么是反模式，怎樣發(fā)現(xiàn)反模式  192
7.2.1　從是否違背開發(fā)原則的角度發(fā)現(xiàn)反模式  192
7.2.2　注意那些有可能形成瓶頸的技術(shù)債務(wù)  192
7.2.3　不要錯(cuò)誤地使用Java平臺(tái)的功能  193
7.2.4　選擇合適的工具  195
7.2.5　代碼壞味反模式小結(jié)  196
7.3　認(rèn)識(shí)軟件開發(fā)中常見的反模式  197
7.3.1　意大利面條式的代碼  197
7.3.2　復(fù)制粘貼式編程  198
7.3.3　blob  198
7.3.4　熔巖流  199
7.3.5　功能分散  199
7.3.6　船錨  199
7.3.7　軟件開發(fā)中的反模式小結(jié)  200
7.4　軟件架構(gòu)中的反模式  200
7.4.1　金錘  200
7.4.2　頻繁更替  200
7.4.3　輸入問題  201
7.4.4　雷區(qū)探險(xiǎn)  201
7.4.5　用意不明  202
7.4.6　幽靈  202
7.4.7　死路  202
7.4.8　軟件架構(gòu)中的反模式小結(jié)  203
7.5　小結(jié)  203
7.6　參考資料  204
習(xí)題參考答案  205
第1章  205
第2章  205
第3章  206
第4章  206
第5章  207
第6章  207