创建型

1、单例模式：

• Singleton Design Pattern
• 一个类只允许创建一个对象（或者实例），这个类就是一个单例类
• 单例的实现：饿汉式、懒汉式、双重检查、静态内部类、枚举
• 作用：避免频繁创建和销毁系统全局使用的对象
• 应用场景：全局唯一类，如 系统配置类、系统硬件资源访问类；公共服务类：如 servlet、springmvc 中的 bean、数据库连接池；Web 计数器、序列号生成器
• 缺陷：对 OOP 特性的支持不友好、隐藏类之间的依赖关系、对代码的扩展性不友好、对代码的可测试性不友好、不支持有参数的构造函数
• 替代方案：程序员控制、工厂模式、IOC 容器
• 扩展：线程纬度的单例、集群环境下的单例、多例模式

2、工厂模式：

• Factory Design Pattern
• 分为：简单工厂、工厂方法和抽象工厂。简单工厂可以看作是工厂方法的一种特例
• 作用：封装变化（创建逻辑有可能变化，封装成工厂类之后，创建逻辑的变更对调用者透明）、代码复用（创建代码抽离到独立的工厂类之后可以复用）、隔离复杂性（封装复杂的创建逻辑，调用者无需了解如何创建对象）、控制复杂度（将创建代码抽离出来，让原本的函数或类职责更单一，代码更简洁）
• 简单工厂适用场景：对象的创建逻辑比较简单，if-else 并不多
• 工厂方法适用场景：对象的创建逻辑比较复杂，不只是简单的 new 一下就可以，而是要组合其他类对象，做各种初始化操作；避免 if-else
• 抽象工厂适用场景：可以创建多种不同类型的工厂，能够创建一族对象，减少了工厂类
• 简单工厂、工厂方法、抽象工厂之间的关系与选择：如果实例对象的创建逻辑并发不复杂、实例对象的种类并不多即 if 分支不多，且基本不会有太大变动，使用简单工厂模式；需要创建的实例化对象种类较多、变动可能性大、对象的创建逻辑比较复杂，使用工厂方法，可以去除 if 多分支、将复杂的对象创建逻辑封装到每个具体工厂中；抽象工厂的使用并不多，适用于实例对象的层级逻辑比较复杂，抽象出多个实例对象组，每个工厂创建一组实例对象

3、建造者：

• Builder Design Pattern
• 应用场景：能够解决构造方法的参数很多传错参数的问题；可以保证类属性字段安全，不用提供 public setter 方法；可以进行属性字段间的校验、计算、填充等
• 缺点：创建对象前必须创建 Builder 对象，多一些性能开销，对性能要求极高的的场景下慎用；代码有点啰嗦

4、原型模式：

• Prototype Design Pattern
• 作用：对象的创建成本比较大，同一个类的不同对象之间的大部分字段相同，可以对已有对象进行拷贝的方式创建新对象，达到节省新对象的创建时间的目的
• 方式：浅拷贝（仅复制基本类型、引用类型的属性变量、引用类型变量的指针；并不复制引用类型变量指向的堆内存中的对象，而是指向同一个对象）、深拷贝（复制基本类型、应用类型的属性变量、引用类型变量的指针、引用类型指向的堆内存中对象，获得一个完全独立的对象）
• 实现：浅拷贝（实现 Cloneable 接口，重写 clone 方法）、深拷贝（实现 Cloneable 接口，递归 clone 引用对象或 new 新对象；借助序列化完成深拷贝）

结构型

1、代理模式：

• Proxy Design Pattern
• 作用：在不改变原始类（或叫被代理类）代码的情况下，通过引入代理类来给原始类附加功能。使用代理对象完成用户请求，屏蔽用户对真实对象的访问
• 方式：静态代理、动态代理（JDK 自带、cglib、Javassist 可实现）
• 应用场景：代理模式常用在业务系统中开发一些非功能性需求，比如：监控、统计、鉴权、限流、事务、幂等、日志。将这些附加功能与业务功能解耦，放到代理类统一处理，程序员只需要关注业务方面的开发；远程代理、虚拟代理、安全代理...；框架开发，如 Spring AOP 功能（JDK动态代理、cglib）
• 缺点与注意：静态代理需要一个代理类对应一个被代理类，容易造成类文件增加很多，增加大量的维护工作；JDK 动态代理，需要满足一个条件，就是被代理类需要实现接口，否则会抛出 java.lang.ClassCastException 异常；随着 JVM 的优化，JDK 1.8 开始 JDK 动态代理的性能赶上并超越 cglib；cglib 采用动态创建子类的方法，final 修饰的方法无法进行代理；cglib 创建代理对象时所花费的时间却比 JDK 动态代理要多

2、桥接模式：

• Bridge Design Pattern
• 作用：将抽象和实现解耦，让它们可以独立变化；让一个类拥有两个或多个独立变化的维度，通过组合的方式，让这两个或多个维度可以独立进行扩展
• 实际应用：JDBC 驱动程序的加载、JVM 在多操作系统间的实现、GUI 在多操作系统间的实现
• 优点：分离抽象接口与实现、类似多继承但比多继承灵活、可扩展性强、功能对用户透明，隐藏了实现细节
• 缺点：需要抽象出变化的维度，对业务理解程度要求较高、对系统的设计能力要求较高、代码较难理解

3、装饰器模式：

• Decorator Design Pattern
• 作用：能够动态地给一个对象添加额外的职责，灵活地生成子类；主要解决了原始类在多个方向上功能扩展的问题；原始类可以嵌套使用多个装饰器类，装饰器类需要跟原始类继承相同的抽象类或实现相同的接口；装饰器类具有 is-a 和 has-a 的双重关系
• 角色：被修饰对象的基类、具体被装饰的类、装饰者的抽象类、具体的装饰类
• 优点：可以动态扩展一个实现类的功能，装饰类和被装饰类可以独立扩展，不会相互耦合
• 缺点：层次关系比较复杂

4、适配器模式：

• Adapter Design Pattern
• 作用：适配，将不兼容的接口转换为可兼容的接口，让原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作
• 应用场景：对有缺陷的接口设计进行再次封装、统一多个类的接口设计、替换依赖的系统、兼容老版本接口、适配不同格式的数据
• 实际例子：JDK Iterator 适配 Enumeration；slf4j 对不同的日志框架进行了适配
• 优点：适配器模式是一种补充模式，可以用来系统的后期扩展与修改
• 缺点：不适合过多使用，否则代码中的方法调用比较乱

5、门面模式：

• Facade Design Pattern
• 门面模式为子系统提供一组统一的接口，定义一组高层接口让子系统更易用
• 作用：封装系统的底层实现，隐藏系统的复杂性，提供一组更加简单易用、更高层的接口；客户端原本对多个子系统接口的调用，改为调用门面的一个接口，较少交互，提升性能；解决事务问题

6、组合模式：

• Composite Design Pattern
• 作用：将一组对象组织成树状结构，以表示部分和整体的层次结构，让客户端可以统一单个对象和组合对象的逻辑；更像是一种树形结构数据场景下的数据结构与算法的抽象
• 使用场景：主要用来处理树形结构的数据。如部门、人员组成树状结构，计算薪资
• 优点：灵活增加节点、调用简单、代码简洁
• 缺点：适用场景非常单一

7、享元模式：

• Flyweight Design Pattern
• 作用：复用对象，节省内存。（前提是享元对象是不可变对象）
• 应用场景：当一个系统中存在大量重复对象的时候，可以利用享元模式，将对象设计成享元，在内存中只保留一份实例，供多处代码引用，减少内存中对象的数量，节省内存。如JDK 中 Integer 类就使用了享元模式缓存了 -128 ～ 127 范围的整数
• 实现：主要是通过工厂模式，在工厂类中，通过一个 Map 或者 List 来缓存已经创建好的享元对象，以达到复用的目的