一文整理总结常见Java后端面试题系列——设计模式篇（2022最新版）

Java基础面试题 2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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设计模式面试题总结（2022最新版）

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本文是 Java 面试总结系列的第1️⃣2️⃣篇文章，该专栏将整理和梳理笔者作为 Java 后端程序猿在日常工作以及面试中遇到的实际问题，通过这些问题的系统学习，也帮助笔者顺利拿到阿里、字节、华为、快手等Offer，也祝愿大家能够早日斩获自己心仪的Offer。由于笔者能力有限，如若有错误或疏忽还望各位大佬们不吝指出…

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1 概念

1、什么是设计模式？

设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

2、使用设计模式的好处？

设计模式可在多个项目中重用。
设计模式提供了一个帮助定义系统架构的解决方案。
设计模式吸收了软件工程的经验。
设计模式为应用程序的设计提供了透明性。
设计模式是被实践证明切实有效的，由于它们是建立在专家软件开发人员的知识和经验之上的。

3、设计模式六大原则？

1）单一责任原则（Principle of single responsibility）：一个类或者一个方法只负责一项职责。

2）里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：使用基类的任何地方可以使用继承的子类，完美的替换基类。

3）依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）：其核心思想是面向接口编程。

4）接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思。

5）迪米特法则（Demeter Principle）：最少知道原则，一个对象应当对其他对象有尽可能少地了解，简称类间解耦。

6）开闭原则（Open Close Principle）：尽量通过扩展软件实体来解决需求变化，而不是通过修改已有的代码来完成变化。

一文整理总结常见Java后端面试题系列——设计模式篇（2022最新版）

4、设计模式如何分类？

通常情况下，我们可以将常用的 23 种设计模式分为创建模式、结构模式以及行为模式三种类型。

一文整理总结常见Java后端面试题系列——设计模式篇（2022最新版）

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

2 创建型模式

2.1 单例模式

什么是单例模式

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该全局访问点。

单例模式的应用

1）应用程序的日志应用，一般都可用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。

2）数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。

3）多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

单例模式的实现

单例模式的创建方式主要分为懒汉式和饿汉式两种，并在次基础衍生出更多实现方式：

1）饿汉式：类初始化时会立即创建该类单例对象，线程天生安全，调用效率高。

2）懒汉式：类初始化时，不会立即实例化该对象，而是在真正需要使用的时候才会创建该对象，具备懒加载功能。

3）静态内部方式：结合了懒汉式和饿汉式各自的优点，真正需要对象的时候才会加载，加载类是线程安全的。

public class Demo3 {

    public static class SingletonClassInstance {
        private static final Demo3 DEMO_3 = new Demo3();
    }

    // 方法没有同步
    public static Demo3 getInstance() {
        return SingletonClassInstance.DEMO_3;
    }
}

4）枚举单例：使用枚举实现单例模式，其优点是实现简单、调用效率高，枚举本身就是单例，由 JVM 从根本上提供保障，避免通过反射和反序列化的漏洞，而缺点是没有延迟加载。

public class Demo4 {

    public static Demo4 getInstance() {
        return Demo.INSTANCE.getInstance();
    }

    //定义枚举
	private static enum Demo {
		INSTANCE;
		// 枚举元素为单例
		private Demo4 demo4;

		private Demo() {
			demo4 = new Demo4();
		}

		public Demo4 getInstance() {
			return demo4;
		}
	}
}

5）双重检测锁方式：因为 JVM 重排序的原因，可能会初始化多次，不推荐使用。

public class Demo5 {

	private volatile static Demo5 demo5;

	public static Demo5 getInstance() {
		if (demo5 == null) {
			synchronized (Demo5.class) {
				if (demo5 == null) {
					demo5 = new Demo5();
				}
			}
		}
		return demo5;
	}
}