在本文中，我们将深入探讨五种基本设计模式，并探索在 Spring Boot 项目中有效应用这些模式的最佳实践。每种模式都将附有一个实际示例来演示其实现。
1、单例模式
单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这对于管理数据库连接或缓存对象等资源特别有用。下面介绍如何在 Spring Boot 中实现该模式：
public class DatabaseConnection {
private static DatabaseConnection instance;
private DatabaseConnection() {
// 防止实例化的私有构造函数
}
public static synchronized DatabaseConnection getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new DatabaseConnection();
}
return instance;
}
}
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2、工厂方法模式
工厂方法模式为在超类中创建对象提供了一个接口，允许子类改变将要创建的对象类型。这对于将对象创建逻辑与客户端代码解耦非常有用。让我们看看 Spring Boot 中的一个示例：
public interface PaymentProcessor {
void processPayment();
}
public class CreditCardProcessor implements PaymentProcessor {
@Override
public void processPayment() {
// Process credit card payment logic
}
}
public class PayPalProcessor implements PaymentProcessor {
@Override
public void processPayment() {
// Process PayPal payment logic
}
}
public interface PaymentProcessorFactory {
PaymentProcessor createPaymentProcessor();
}
@Component
public class PaymentProcessorFactoryImpl implements PaymentProcessorFactory {
@Override
public PaymentProcessor createPaymentProcessor() {
// Logic to determine which processor to create (based on configuration, etc.)
return new CreditCardProcessor();
}
}
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3、观察者模式
观察者模式定义了对象之间一对多的依赖关系，确保当一个对象改变状态时，其依赖对象会收到通知并自动更新。这通常用于事件驱动系统。让我们在 Spring Boot 中实现它：
import org.springframework.context.ApplicationEvent;
import org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class OrderListener implements ApplicationListener<OrderEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(OrderEvent event) {
//处理订单事件
}
}
public class OrderEvent extends ApplicationEvent {
public OrderEvent(Object source) {
super(source);
}
}
@Component
public class OrderService {
private ApplicationEventPublisher eventPublisher;
public OrderService(ApplicationEventPublisher eventPublisher) {
this.eventPublisher = eventPublisher;
}
public void placeOrder() {
// 下订单的逻辑
// 发布订单事件
eventPublisher.publishEvent(new OrderEvent(this));
}
}
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4、装饰器模式
装饰器模式允许将行为动态地添加到对象中，而不影响同类中其他对象的行为。这对于在现有类中添加日志记录、缓存或加密等功能非常有用。让我们在 Spring Boot 中实现它：
public interface DataService {
void fetchData();
}
@Component
public class DataServiceImplementation implements DataService {
@Override
public void fetchData() {
// Fetch data implementation
}
}
@Component
public class LoggingDecorator implements DataService {
private DataService delegate;
public LoggingDecorator(DataService delegate) {
this.delegate = delegate;
}
@Override
public void fetchData() {
// 获取数据前记录逻辑
delegate.fetchData();
//获取数据后的日志逻辑
}
}
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5、策略模式
策略模式定义了一系列算法，对每种算法进行封装，使它们可以互换。当您有多种可互换使用的算法时，这种模式非常有用。让我们在 Spring Boot 中实现它：
public interface CompressionStrategy {
void compress(String file);
}
@Component
public class ZipCompressionStrategy implements CompressionStrategy {
@Override
public void compress(String file) {
// Zip compression logic
}
}
@Component
public class RarCompressionStrategy implements CompressionStrategy {
@Override
public void compress(String file) {
// RAR compression logic
}
}
@Component
public class CompressionContext {
private CompressionStrategy strategy;
public CompressionContext(CompressionStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void setStrategy(CompressionStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void compressFile(String file) {
strategy.compress(file);
}
}
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结论
设计模式是所有 Java 后端开发人员不可或缺的工具，尤其是在使用 Spring Boot 等框架时。通过掌握这些模式并在项目中明智地应用它们，您可以获得不仅可维护性和可扩展性更强，而且更易于理解和扩展的代码。