I walk very slowly, but I never walk backwards 

大家好~，我是寂然，本教程我們來學(xué)習(xí)設(shè)計模式，其實設(shè)計模式，好多人稱之為 " Java設(shè)計模式 "，但其實設(shè)計模式并不是 Java 的專利，它不依賴語言，同樣適用于 C++、C#、JavaScript 等其它面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，這是首先要和大家明確的一點，Java 是典型的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，所以本教程以 Java 為基礎(chǔ)來講解設(shè)計模式

內(nèi)容介紹

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢，再開始學(xué)習(xí)一門新的課程之間，我們首先要來明確一下學(xué)習(xí)的內(nèi)容及路線，首先，在正式的內(nèi)容開始之前，我們首先要明確以下兩點

• 為什么要學(xué)習(xí)設(shè)計模式，以及設(shè)計模式的重要性

• 設(shè)計模式的產(chǎn)生背景以及概念

  然后會依次給大家介紹設(shè)計模式七大設(shè)計原則，認(rèn)識UML類圖以及類圖六大關(guān)系，設(shè)計模式的分類以及二十三種設(shè)計模式全面解析，當(dāng)然，不是蜻蜓點水哈，本教程中的每一個設(shè)計模式，我會給大家采用如下路線進(jìn)行全面介紹

舉例應(yīng)用場景 -> 設(shè)計模式介紹 -> 分析實現(xiàn)步驟 -> 代碼案例實操 -> 框架或項目中用到該模式的源碼分析

最后，希望大家通過本系列的學(xué)習(xí)，掌握多種設(shè)計模式的實現(xiàn)和本質(zhì)，能夠在工作中靈活運用解決實際問題，寫出優(yōu)雅并且維護性可讀性高的代碼，那我們開始啟程吧

為什么要學(xué)設(shè)計模式

其實類似大家這樣有一定工作經(jīng)驗的開發(fā)人員，了解以及進(jìn)一步掌握設(shè)計模式是非常有必要的，因為平時大家接到開發(fā)任務(wù)，首要目標(biāo)是實現(xiàn)功能，而且現(xiàn)在的節(jié)奏~，時間緊，任務(wù)重，大家沒有，可能也來不及做其他的考慮，所以，大部分程序員寫的代碼，其實可維護性，可讀性都很差，類之間的關(guān)系非常復(fù)雜，沒有條理，那例如以后要增加新的需求，現(xiàn)有的程序如何進(jìn)行變動成本最低？如何保證新的功能模塊不會對原來的項目產(chǎn)生影響？

案例引入

舉個栗子，大家看下如下兩張圖

圖一：茅草小屋

茅草小屋大家應(yīng)該都看到過，一個簡單的架構(gòu)，蓋幾捆茅草，他不需要什么設(shè)計，也不需要花時間合理去架構(gòu)，設(shè)計他的初衷是為了遮風(fēng)擋雨，大家可類比于單一的應(yīng)用架構(gòu)，個人開發(fā)，一個應(yīng)用就能將所有的功能部署在一起，打個war包扔到tomcat里即可運行，由于模型簡單，代碼層面也不需要考慮太多，重點在于功能的實現(xiàn)

圖二：摩天大廈

那大家來看圖二的摩天大廈，一座這樣的建筑，可以直接開工嘛？顯示是不可以的，在項目開始之前，設(shè)計師需要畫設(shè)計圖紙，考慮大廈的采光，通風(fēng)，安全通道，承重...，做大量的準(zhǔn)備工作

同樣，大家可以類比于現(xiàn)在的分布式微服務(wù)項目，隨著項目的復(fù)雜度直線上升，在項目開始之前，要進(jìn)行需求宣講，架構(gòu)設(shè)計評審...，這樣的項目都是團隊合作，除了要考慮服務(wù)之間的交互，服務(wù)內(nèi)部代碼的可讀性，可靠性，可維護性都是我們需要重點考慮的，這時候，設(shè)計模式就顯得尤為重要

設(shè)計模式可以讓你知道在某些場景下如何來設(shè)計出適合場景的架構(gòu)，通俗點說，可以讓你的代碼更加“優(yōu)雅”

設(shè)計模式的重要性

當(dāng)然，設(shè)計模式，大家可以通俗理解為是前輩程序員在大量開發(fā)中累積的經(jīng)驗，掉了大量的頭發(fā)，然后歸納為了這些設(shè)計模式，當(dāng)然，設(shè)計模式絕不是代表了絕對的開發(fā)真理，在問題面前應(yīng)該靈活變通，當(dāng)你的代碼類結(jié)構(gòu)合理， 易于維護 ，可擴展性強，那么設(shè)計模式的目的就已經(jīng)達(dá)到了，切記不要過渡的使用設(shè)計模式，為了用而用

當(dāng)然，上面的說法還是針對于大牛而言的，對于咱們這種幾年經(jīng)驗的碼農(nóng)，掌握設(shè)計模式就很有必要，當(dāng)大家學(xué)習(xí)并且使用到設(shè)計模式，如果你的項目做的非常大，之間關(guān)系非常復(fù)雜的時候，仍然能讓你能掌控這些代碼，不會出現(xiàn)代碼失控的情況，如同上面的案例，設(shè)計模式就是設(shè)計大廈的圖紙

其次，很多成熟框架的源碼里大量的用到了設(shè)計模式，如果掌握設(shè)計模式，對于閱讀源碼會有很大的幫助，

如果你要學(xué)習(xí)源碼，那么學(xué)習(xí)完設(shè)計模式再看的話，會更加清晰

設(shè)計模式的背景

設(shè)計模式最早出現(xiàn)在建筑領(lǐng)域，是克里斯托弗.亞歷山大(Christopher Alexander，頭銜很多的大佬) 對環(huán)境中不斷出現(xiàn)的問題， 總結(jié)出這些問題的解決方案。以后再遇到這些問題時，可以重用這些方案來解決

四人幫（GOF）

1994年，有四位作者：Erich Gamma，Richard Helm，Ralph Johnson和John Vlissides發(fā)表了一本題為《設(shè)計模式 - 可重用的面向?qū)ο筌浖亍返膱D書，該書在軟件開發(fā)中開創(chuàng)了設(shè)計模式的概念，第一次將設(shè)計模式提升到理論高度，并將之規(guī)范化，這些作者被統(tǒng)稱為四人幫（GOF），如下就是這四個大佬~

四人幫

設(shè)計模式的概念

其實，關(guān)于設(shè)計模式的概念，上面已經(jīng)作出解釋，當(dāng)然，我們來看下設(shè)計模式的官方概念

設(shè)計模式（design pattern）是對軟件設(shè)計中普遍存在（反復(fù)出現(xiàn)）的各種問題，所提出的解決方案

這個術(shù)語是由埃里希·伽瑪（Erich Gamma）等人在 1990 年代從建筑設(shè)計領(lǐng)域引入到計算機科學(xué)的

設(shè)計模式的原則

上面提到了，我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)設(shè)計模式，在這里做一個簡單的總結(jié)

設(shè)計模式是為了讓軟件（程序）具有更好的代碼重用性，可讀性，可擴展性，可靠性

理論聽著云里霧里，那到底是什么意思呢？舉個栗子，何為具有更好的可靠性呢？

• 代碼重用性：即相同功能的代碼，不需要多次編寫，可以重復(fù)使用
• 可讀性：即編碼的規(guī)范性，便于其他程序員閱讀和理解
• 可擴展性：即當(dāng)需要增加新功能時，成本低，也稱為可維護性
• 可靠性：即代碼強壯，當(dāng)增加新的功能時，對原有的功能沒有影響

其實說到底，就是讓程序呈現(xiàn)出高內(nèi)聚，低耦合的特性

高內(nèi)聚&低耦合

耦合主要描述模塊之間的關(guān)系，內(nèi)聚主要描述模塊內(nèi)部，當(dāng)然模塊的粒度可大可小（小到一個類 大-到一個系統(tǒng)）

• 高內(nèi)聚 一個功能模塊內(nèi)部的元素，關(guān)聯(lián)越強，則內(nèi)聚越高，模塊的單一性更強，一個模塊應(yīng)當(dāng)盡可能獨立完成某個功能

• 低耦合 功能模塊和功能模塊之間耦合性很低，A模塊出現(xiàn)問題，避免影響B(tài)模塊，比如模塊A直接操作了模塊B中數(shù)據(jù), 則視為強耦合，例如下圖，我們假設(shè)這樣一個場景，發(fā)貨系統(tǒng)發(fā)貨，寫入消息隊列，訂單系統(tǒng)這邊訂閱消息隊列里的消息，如果訂單系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不影響發(fā)貨系統(tǒng)正常寫入消息隊列，利用了消息中間件，兩個系統(tǒng)之間的耦合性大大降低

解耦合示例

設(shè)計模式原則引出

理解了高內(nèi)聚&低耦合之后，我們正式進(jìn)入到設(shè)計模式七大原則，那么，何為設(shè)計模式的原則呢？

其實是程序員在編程時，應(yīng)當(dāng)遵守的原則，也是各種設(shè)計模式的基礎(chǔ) (即：設(shè)計模式為什么 這樣設(shè)計的依據(jù))

所以，我們先來認(rèn)識一下設(shè)計模式常用的七大原則：

單一職責(zé)原則、接口隔離原則、依賴倒置原則、里氏替換原則、開閉原則、迪米特法則、合成復(fù)用原則

這些原則并不是孤立存在的，它們相互依賴，相互補充，下面表格對于七大原則進(jìn)行了一個簡單的介紹

設(shè)計原則和設(shè)計模式也是對系統(tǒng)進(jìn)行合理重構(gòu)的指南針，那么，何為合理重構(gòu)？

合理重構(gòu)，是在不改變軟件現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整程序代碼改善軟件的質(zhì)量、性能，使其程序的設(shè)計模式和架構(gòu)更趨合理，提高軟件的擴展性和維護性

下期預(yù)告

下一節(jié)，我們正式進(jìn)入設(shè)計模式的學(xué)習(xí)，我會為大家用多個案例分析，來解讀設(shè)計模式原則之單一職責(zé)原則，以及它的注意事項和細(xì)節(jié)，從設(shè)計模式的原則開始，一步步走進(jìn)設(shè)計模式的大門，最后，希望大家在學(xué)習(xí)的過程中能夠感覺到設(shè)計模式的有趣之處，高效而愉快的學(xué)習(xí)，下期見~

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