Przykłady wzorców projektowych GoF w podstawowych bibliotekach Java

Uczę się wzorców projektowych Java GoF i chcę zobaczyć ich przykłady z życia. Jakie są dobre przykłady wzorców projektowych w podstawowych bibliotekach Java?

Przegląd wielu wzorców projektowych można znaleźć w Wikipedii . Wspomina również, które wzory są wymienione przez GoF. Podsumuję je tutaj i spróbuję przypisać jak najwięcej implementacji wzorców, które można znaleźć zarówno w interfejsach API Java SE, jak i Java EE.

Wzory kreacyjne

Fabryka abstrakcyjna ^{_{(rozpoznawalna za pomocą metod kreacji zwracających samą fabrykę, która z kolei może zostać wykorzystana do stworzenia innego typu abstrakcyjnego / interfejsu)}}

• javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()
• javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()
• javax.xml.xpath.XPathFactory#newInstance()

Builder ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne zwracające samą instancję)}}

• java.lang.StringBuilder#append() (niezsynchronizowany)
• java.lang.StringBuffer#append() (zsynchronizowany)
• java.nio.ByteBuffer#put()(także w CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBufferi DoubleBuffer)
• javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()
• Wszystkie wdrożenia java.lang.Appendable
• java.util.stream.Stream.Builder

Metoda fabryczna ^{_{(rozpoznawalna przez metody kreacyjne zwracające implementację typu abstrakcyjnego / interfejsu)}}

• java.util.Calendar#getInstance()
• java.util.ResourceBundle#getBundle()
• java.text.NumberFormat#getInstance()
• java.nio.charset.Charset#forName()
• java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String) (Zwraca obiekt singletonu według protokołu)
• java.util.EnumSet#of()
• javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller() i inne podobne metody

Prototyp ^{_{(rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających inne wystąpienie o tych samych właściwościach)}}

• java.lang.Object#clone()(klasa musi zaimplementować java.lang.Cloneable)

Singleton ^{_{(rozpoznawalny za pomocą metod kreacyjnych zwracających za każdym razem tę samą instancję (zwykle samą)}}

• java.lang.Runtime#getRuntime()
• java.awt.Desktop#getDesktop()
• java.lang.System#getSecurityManager()

Wzory strukturalne

Adapter ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne biorąc instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracając implementację własnego / innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który ozdabia / zastępuje daną instancję)}}

• java.util.Arrays#asList()
• java.util.Collections#list()
• java.util.Collections#enumeration()
• java.io.InputStreamReader(InputStream)(zwraca a Reader)
• java.io.OutputStreamWriter(OutputStream)(zwraca a Writer)
• javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal() i #unmarshal()

Bridge ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne pobierające instancję innego typu abstrakcyjnego / interfejsu i zwracające implementację własnego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który deleguje / używa danej instancji)}}

• Jeszcze nie przychodzi mi na myśl. Fikcyjnym przykładem może być new LinkedHashMap(LinkedHashSet<K>, List<V>)niemodyfikowana połączona mapa, która nie klonuje przedmiotów, ale używa ich. java.util.Collections#newSetFromMap()I singletonXXX()metody jednak zbliża.

Złożony ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne uwzględniające instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w strukturze drzewa)}}

• java.awt.Container#add(Component) (praktycznie cały Swing w ten sposób)
• javax.faces.component.UIComponent#getChildren() (praktycznie w całym interfejsie JSF)

Dekorator ^{_{(rozpoznawalny przez metody kreacyjne wykorzystujące instancję tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu, co dodaje dodatkowe zachowanie)}}

• Wszystkie podklasy java.io.InputStream, OutputStream, Readeri Writerma konstruktora biorąc instancji tego samego typu.
• java.util.Collections, Z checkedXXX(), synchronizedXXX()i unmodifiableXXX()metod.
• javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper i HttpServletResponseWrapper
• javax.swing.JScrollPane

Fasada ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne, które wewnętrznie wykorzystują instancje różnych niezależnych typów abstrakcyjnych / interfejsów)}}

• javax.faces.context.FacesContext, To wewnętrznie wykorzystuje m.in. abstrakcyjne typy interfejsów / LifeCycle, ViewHandler, NavigationHandleri wiele innych bez że Użytkownik końcowy musi martwić się o to (które są jednak na sterowanie ręczne przez wstrzyknięcie).
• javax.faces.context.ExternalContext, Wykorzystująca wewnętrzne ServletContext, HttpSession, HttpServletRequest, HttpServletResponse, etc.

Flyweight ^{_{(rozpoznawalny dzięki kreatywnym metodom zwracającym buforowaną instancję, nieco pomysł „multiton”)}}

• java.lang.Integer#valueOf(int)(także w Boolean, Byte, Character, Short, Longi BigDecimal)

Proxy ^{_{(recognizeable metodami kreacyjnych który zwraca realizację danego typu interfejsu Streszczenie / co z kolei delegatów / wykorzystuje się inną realizację danego typu abstract interfejsu /)}}

• java.lang.reflect.Proxy
• java.rmi.*
• javax.ejb.EJB( wyjaśnienie tutaj )
• javax.inject.Inject( wyjaśnienie tutaj )
• javax.persistence.PersistenceContext

Wzorce zachowań

Łańcuch odpowiedzialności ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które (pośrednio) wywołują tę samą metodę w innej implementacji tego samego typu abstrakcyjnego / interfejsu w kolejce)}}

• java.util.logging.Logger#log()
• javax.servlet.Filter#doFilter()

Komenda ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został enkapsulowany przez implementację komendy podczas jej tworzenia)}}

• Wszystkie wdrożenia java.lang.Runnable
• Wszystkie wdrożenia javax.swing.Action

Interpreter ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne zwracające strukturalnie inną instancję / typ danej instancji / typu; zauważ, że parsowanie / formatowanie nie jest częścią wzorca, określanie wzorca i sposób jego zastosowania)}}

• java.util.Pattern
• java.text.Normalizer
• Wszystkie podklasy java.text.Format
• Wszystkie podklasy javax.el.ELResolver

Iterator ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne sekwencyjnie zwracające instancje innego typu niż kolejka)}}

• Wszystkie wdrożenia java.util.Iterator(a więc także także java.util.Scanner!).
• Wszystkie wdrożenia java.util.Enumeration

Mediator ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne przyjmujące instancję różnego typu abstrakcyjnego / interfejsu (zwykle przy użyciu wzorca poleceń), która deleguje / używa danej instancji)}}

• java.util.Timer(wszystkie scheduleXXX()metody)
• java.util.concurrent.Executor#execute()
• java.util.concurrent.ExecutorService( invokeXXX()i submit()metody)
• java.util.concurrent.ScheduledExecutorService(wszystkie scheduleXXX()metody)
• java.lang.reflect.Method#invoke()

Memento ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wewnętrznie zmieniają stan całej instancji)}}

• java.util.Date(robią to metody ustawiające, Datejest wewnętrznie reprezentowane przez longwartość)
• Wszystkie wdrożenia java.io.Serializable
• Wszystkie wdrożenia javax.faces.component.StateHolder

Observer (lub Publish / Subscribe) ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które wywołują metodę na instancji innego typu abstrakcyjnego / typu interfejsu, w zależności od własnego stanu)}}

• java.util.Observer/ java.util.Observable(rzadko używany w prawdziwym świecie)
• Wszystkie implementacje java.util.EventListener(praktycznie całego Swinga)
• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
• javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
• javax.faces.event.PhaseListener

Stan ^{_{(rozpoznawalny przez metody behawioralne, które zmieniają swoje zachowanie w zależności od stanu instancji, który można kontrolować zewnętrznie)}}

• javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()(kontrolowane przez FacesServletzachowanie jest zależne od bieżącej fazy (stanu) cyklu życia JSF)

Strategia ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne w typie abstrakcyjnym / interfejsu, który wywołuje metodę w implementacji innego typu abstrakcyjnego / interfejsu, który został przekazany jako argument metody do implementacji strategii)}}

• java.util.Comparator#compare(), wykonane między innymi Collections#sort().
• javax.servlet.http.HttpServlet, service()wszystkie i wszystkie doXXX()metody przyjmują HttpServletRequesti HttpServletResponseimplementator musi je przetworzyć (i nie przyjmować ich jako zmiennych instancji!).
• javax.servlet.Filter#doFilter()

Metoda szablonu ^{_{(rozpoznawalna przez metody behawioralne, które mają już „domyślne” zachowanie zdefiniowane przez typ abstrakcyjny)}}

• Wszystkie non-streszczenie metody java.io.InputStream, java.io.OutputStream, java.io.Readeri java.io.Writer.
• Wszystkie non-streszczenie metody java.util.AbstractList, java.util.AbstractSeti java.util.AbstractMap.
• javax.servlet.http.HttpServlet, wszystkie doXXX()metody domyślnie wysyłają do odpowiedzi błąd 405 „Metoda niedozwolona” HTTP 405. Możesz dowolnie je wdrożyć.

Gość ^{_{(rozpoznawalny przez dwa różne typy abstrakcyjne / interfejs, który ma zdefiniowane metody, które biorą drugi typ abstrakcyjny / interfejs; ten w rzeczywistości wywołuje metodę drugiego, a drugi wykonuje na nim pożądaną strategię)}}

• javax.lang.model.element.AnnotationValue i AnnotationValueVisitor
• javax.lang.model.element.Element i ElementVisitor
• javax.lang.model.type.TypeMirror i TypeVisitor
• java.nio.file.FileVisitor i SimpleFileVisitor
• javax.faces.component.visit.VisitContext i VisitCallback

1. Wzór obserwatora podczas całej huśtawki ( Observable, Observer)
2. MVC również w rozkwicie
3. Wzór adapter: InputStreamReader i OutputStreamWriter UWAGA: ContainerAdapter, ComponentAdapter, FocusAdapter, KeyAdapter, MouseAdapterto nie adaptery; w rzeczywistości są to obiekty zerowe. Zły wybór nazewnictwa przez Sun.
4. Wzór dekoratora ( BufferedInputStreammoże ozdobić inne strumienie, takie jak FilterInputStream)
5. AbstractFactory Pattern dla AWT Toolkit i Swing wtykowych klas look-and-feel
6. java.lang.Runtime#getRuntime() jest Singleton
7. ButtonGroup dla wzoru Mediator
8. Action, AbstractActionmoże być używany do różnych prezentacji wizualnych w celu wykonania tego samego kodu -> Wzorzec poleceń
9. Interned Strings lub CellRender w JTable dla Flyweight Pattern (Pomyśl również o różnych pulach - Pule wątków, pule połączeń, pule obiektów EJB - Flyweight tak naprawdę dotyczy zarządzania zasobami współdzielonymi)
10. Model zdarzeń Java 1.0 jest przykładem łańcucha odpowiedzialności, podobnie jak filtry serwletów.
11. Wzór iteratora w ramach kolekcji
12. Zagnieżdżone kontenery w AWT / Swing używają wzoru Composite
13. Menedżery układu w AWT / Swing są przykładem strategii

i wiele innych

1. Flyweight jest używany z niektórymi wartościami Byte, Short, Integer, Long i String.
2. Fasada jest używana w wielu miejscach, ale najbardziej oczywiste są interfejsy skryptów.
3. Singleton - java.lang.Runtime przychodzi na myśl.
4. Fabryka abstrakcyjna - także skrypty i interfejs API JDBC.
5. Polecenie - Cofnij / Ponów TextComponent.
6. Interpreter - API RegEx (java.util.regex. ) I SQL (java.sql. ).
7. Prototyp - Nie jestem w 100% pewien, czy to się liczy, ale myślę, clone()że w tym celu można zastosować metodę.

RMI opiera się na Proxy.

Powinno być możliwe zacytowanie jednego z większości 23 wzorów w GoF:

1. Fabryka abstrakcyjna: interfejsy java.sql otrzymują swoje konkretne implementacje z JDBC JAR po zarejestrowaniu sterownika.
2. Konstruktor: java.lang.StringBuilder.
3. Metoda fabryczna: między innymi fabryki XML.
4. Prototyp: Może klon (), ale nie jestem pewien, czy to kupuję.
5. Singleton: java.lang.System
6. Adapter: Klasy adapterów w java.awt.event, np. WindowAdapter.
7. Bridge: Klasy kolekcji w java.util. Lista zaimplementowana przez ArrayList.
8. Kompozyt: java.awt. java.awt.Component + java.awt.Container
9. Dekorator: Cały pakiet java.io.
10. Fasada: ExternalContext zachowuje się jak fasada do wykonywania plików cookie, zakresu sesji i podobnych operacji.
11. Flyweight: liczba całkowita, postać itp.
12. Proxy: pakiet java.rmi
13. Łańcuch odpowiedzialności: filtry serwletów
14. Polecenie: elementy menu Swing
15. Tłumacz: Nie bezpośrednio w JDK, ale JavaCC z pewnością tego używa.
16. Iterator: interfejs java.util.Iterator; nie może być jaśniejsze niż to.
17. Mediator: JMS?
18. Memento:
19. Observer: java.util.Observer/Observable (choć źle zrobiony)
20. Stan:
21. Strategia:
22. Szablon:
23. Gość:

Nie mogę wymyślić przykładów w Javie dla 10 z 23, ale jutro zobaczę, czy dam radę. Po to jest edycja.

Wzór Abstract Factory jest używany w różnych miejscach. Na przykład DatagramSocketImplFactory, PreferencesFactory. Istnieje wiele innych --- przeszukaj Javadoc w poszukiwaniu interfejsów, które mają w nazwie słowo „Factory”.

Jest też kilka przykładów wzorca fabrycznego.

Mimo tego, że jestem zepsuty, ten interfejs API Java XML bardzo często korzysta z Factory. Popatrz na to:

Document doc = DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder().parse(source);
String title = XPathFactory.newInstance().newXPath().evaluate("//title", doc);

...i tak dalej i tak dalej.

Dodatkowo różne bufory (StringBuffer, ByteBuffer, StringBuilder) korzystają z Buildera.

• Metoda fabryczna

java.util.Collection # Iterator jest dobrym przykładem metody fabrycznej. W zależności od konkretnej podklasy Collection, której używasz, utworzy ona implementację Iterator. Ponieważ zarówno superklasa Factory (kolekcja), jak i utworzony Iterator są interfejsami, czasami jest mylona z AbstractFactory. Większość przykładów AbstractFactory w przyjętej odpowiedzi (BalusC) to przykłady Factory , uproszczonej wersji Factory Method, która nie jest częścią oryginalnych wzorców GoF. W Facory hierarchia klas fabryki jest zwinięta, a fabryka używa innych środków, aby wybrać produkt do zwrotu.

• Fabryka abstrakcyjna

Fabryka abstrakcyjna ma wiele metod fabrycznych, z których każda tworzy inny produkt. Produkty wytwarzane przez jedną fabrykę są przeznaczone do wspólnego użytku (drukarka i wkłady powinny być z tej samej (abstrakcyjnej) fabryki). Jak wspomniano w odpowiedziach powyżej, rodziny komponentów AWT GUI, różniących się między platformami, są tego przykładem (chociaż jego implementacja różni się od struktury opisanej w Gof).