Java之旅之设计模式和架构

设计模式

设计模式是针对软件设计中常见问题的通用、可重用的解决方案。大致可分为三大类：

1. 创建型模式：关注对象的创建过程。

• 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局点。
• 工厂方法模式：定义一个接口用于创建对象，但让子类决定实例化的类。
• 抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。
• 建造者模式：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
• 原型模式：通过复制现有的实例来创建新的实例，而不是通过构造函数创建。

2. 结构型模式：关注类和对象的组合。

• 适配器模式：允许不兼容的接口之间的协作。
• 桥接模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
• 组合模式：将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构。
• 装饰器模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，而不改变其接口。
• 外观模式：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。
• 享元模式：通过共享来有效支持大量细粒度的对象。
• 代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

3. 行为型模式：关注对象之间的通信。

• 责任链模式：允许多个对象处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合。
• 命令模式：将请求封装为一个对象，从而允许用户对请求进行参数化、排队或记录。
• 解释器模式：为语言创建解释器，用来解释该语言中的句子。
• 迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而不暴露其内部的表示。
• 中介者模式：定义一个对象来封装一组对象之间的交互。
• 备忘录模式：捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。
• 观察者模式：当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。
• 状态模式：允许对象在内部状态改变时改变其行为。
• 策略模式：定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以互相替换。
• 模板方法模式：在一个方法中定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。
• 访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

软件架构

软件架构是关于软件系统的结构、行为和属性的高级抽象，它显示了系统需求和构成组件之间的对应关系。以下是一些常见的软件架构风格：

1. 分层架构（Layered Architecture）：将系统分为多个层次，每层负责不同的功能。
2. 客户端-服务器架构（Client-Server Architecture）：客户端请求服务，服务器提供服务。
3. 微服务架构（Microservices Architecture）：将应用程序作为一组小型服务构建，每个服务在自己的进程中运行，并通过轻量级的通信机制（通常是HTTP RESTful API）进行协作。
4. 模型-视图-控制器（MVC）：将应用程序分为三个部分：模型（数据处理）、视图（用户界面）和控制器（用户交互）。
5. 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）：组件之间通过事件进行通信。
6. 面向服务架构（SOA）：将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过服务之间的接口和契约联系起来。
7. 微内核架构（Microkernel Architecture）：有一个小的核心，其他功能作为插件实现。
8. 空间架构（Space-Based Architecture）：基于分布式数据网格，通过分布式缓存实现高性能和可伸缩性。