Examples of GoF Design Patterns in Java's core libraries

Я изучаю шаблоны проектирования GoF Java и хочу увидеть их реальные примеры. Назовите несколько хороших примеров этих шаблонов проектирования в основных библиотеках Java?

Вы можете найти обзор множества шаблонов проектирования в Википедии . Там также упоминается, какие шаблоны упоминаются GoF . Я подытожу их здесь и постараюсь назначить как можно больше реализаций шаблонов, найденных как в Java SE, так и в Java EE API.

Шаблоны создания

Абстрактная фабрика ^{_{(распознается по методам создания, возвращающим саму фабрику, которая, в свою очередь, может быть использована для создания другого абстрактного типа интерфейса)}}

• javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory#newInstance()


• javax.xml.transform.TransformerFactory#newInstance()


• javax.xml.xpath.XPathFactory#newInstance()

Конструктор ^{_{(распознается по методам создания, возвращающим сам экземпляр)}}

• java.lang.StringBuilder#append() (несинхронизировано)


• java.lang.StringBuffer#append() (синхронизировано)


• java.nio.ByteBuffer#put() (также на CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBuffer и DoubleBuffer)


• javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()


• Все реализации java.lang.Appendable


• java.util.stream.Stream.Builder

Фабричный метод ^{_{(распознается по творческим методам, возвращающим реализацию абстрактного типа интерфейса)}}

• java.util.Calendar#getInstance()


• java.util.ResourceBundle#getBundle()


• java.text.NumberFormat#getInstance()


• java.nio.charset.Charset#forName()


• java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String) (Возвращает одноэлементный объект для каждого протокола)


• java.util.EnumSet#of()


• javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller() и другие подобные методы

Прототип ^{_{(распознаваемый методами создания, возвращающими другой экземпляр самого себя с теми же свойствами)}}

• java.lang.Object#clone() (класс должен реализовать java.lang.Cloneable)

Синглтон ^{_{(распознается методами создания, каждый раз возвращающими один и тот же экземпляр (обычно самого себя))}}

• java.lang.Runtime#getRuntime()


• java.awt.Desktop#getDesktop()


• java.lang.System#getSecurityManager()

Структурные шаблоны

Адаптер ^{_{(распознаваемый методами создания, берущими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа и возвращающими реализацию собственного / другого абстрактного / интерфейсного типа, который украшает / переопределяет данный экземпляр)}}

• java.util.Arrays#asList()


• java.util.Collections#list()


• java.util.Collections#enumeration()


• java.io.InputStreamReader(InputStream) (возвращает Reader)


• java.io.OutputStreamWriter(OutputStream) (возвращает Writer)


• javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal() и #unmarshal()

Мост ^{_{(распознаваемый методами создания, берущими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа и возвращающими реализацию собственного абстрактного / интерфейсного типа, который делегирует / использует данный экземпляр)}}

• Пока ничего не приходит на ум. Фиктивным примером может быть new LinkedHashMap(LinkedHashSet<K>, List<V>) который возвращает неизменяемую связанную карту, которая не клонирует элементы, но использует их. Однако методы java.util.Collections#newSetFromMap() и singletonXXX() очень близки.

Composite ^{_{(recognizeable by behavioral methods taking an instance of same abstract/interface type into a tree structure)}}

• java.awt.Container#add(Component) (practically all over Swing thus)


• javax.faces.component.UIComponent#getChildren() (practically all over JSF UI thus)

Decorator ^{_{(recognizeable by creational methods taking an instance of same abstract/interface type which adds additional behaviour)}}

• All subclasses of java.io.InputStream, OutputStream, Reader and Writer have a constructor taking an instance of same type.


• java.util.Collections, the checkedXXX(), synchronizedXXX() and unmodifiableXXX() methods.


• javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper and HttpServletResponseWrapper


• javax.swing.JScrollPane

Facade ^{_{(recognizeable by behavioral methods which internally uses instances of different independent abstract/interface types)}}

• javax.faces.context.FacesContext, it internally uses among others the abstract/interface types LifeCycle, ViewHandler, NavigationHandler and many more without that the enduser has to worry about it (which are however overrideable by injection).


• javax.faces.context.ExternalContext, which internally uses ServletContext, HttpSession, HttpServletRequest, HttpServletResponse, etc.

Flyweight ^{_{(recognizeable by creational methods returning a cached instance, a bit the "multiton" idea)}}

• java.lang.Integer#valueOf(int) (also on Boolean, Byte, Character, Short, Long and BigDecimal)

Proxy ^{_{(recognizeable by creational methods which returns an implementation of given abstract/interface type which in turn delegates/uses a different implementation of given abstract/interface type)}}

• java.lang.reflect.Proxy


• java.rmi.*


• javax.ejb.EJB (explanation here)


• javax.inject.Inject (explanation here)


• javax.persistence.PersistenceContext

Behavioral patterns

Chain of responsibility ^{_{(recognizeable by behavioral methods which (indirectly) invokes the same method in another implementation of same abstract/interface type in a queue)}}

• java.util.logging.Logger#log()


• javax.servlet.Filter#doFilter()

Command ^{_{(recognizeable by behavioral methods in an abstract/interface type which invokes a method in an implementation of a different abstract/interface type which has been encapsulated by the command implementation during its creation)}}

• All implementations of java.lang.Runnable


• All implementations of javax.swing.Action

Interpreter ^{_{(recognizeable by behavioral methods returning a structurally different instance/type of the given instance/type; note that parsing/formatting is not part of the pattern, determining the pattern and how to apply it is)}}

• java.util.Pattern


• java.text.Normalizer


• All subclasses of java.text.Format


• All subclasses of javax.el.ELResolver

Iterator ^{_{(recognizeable by behavioral methods sequentially returning instances of a different type from a queue)}}

• All implementations of java.util.Iterator (thus among others also java.util.Scanner!).


• Все реализации java.util.Enumeration

Посредник ^{_{(распознаваемый поведенческими методами, использующими экземпляр другого абстрактного / интерфейсного типа (обычно с использованием шаблона command), который делегирует / использует данный экземпляр)}}

• java.util.Timer (все scheduleXXX() методы)


• java.util.concurrent.Executor#execute()


• java.util.concurrent.ExecutorService (методы invokeXXX() и submit())


• java.util.concurrent.ScheduledExecutorService (все scheduleXXX() методы)


• java.lang.reflect.Method#invoke()

Memento ^{_{(распознается по поведенческим методам, которые внутренне изменяют состояние всего экземпляра)}}

• java.util.Date (это делают методы setter, Date внутренне представленные long значением)


• Все реализации java.io.Serializable


• Все реализации javax.faces.component.StateHolder

Наблюдатель (или Публикация / Подписка) ^{_{(распознается по поведенческим методам, которые вызывают метод в экземпляре другого абстрактного / интерфейсного типа, в зависимости от собственного состояния)}}

• java.util.Observer/java.util.Observable (хотя и редко используется в реальном мире)


• Все реализации java.util.EventListener (таким образом, практически все в Swing)


• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener


• javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener


• javax.faces.event.PhaseListener

Состояние ^{_{(распознается поведенческими методами, которые изменяют свое поведение в зависимости от состояния экземпляра, которым можно управлять извне)}}

• javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute() (контролируется FacesServlet, поведение зависит от текущей фазы (состояния) жизненного цикла JSF)

Стратегия ^{_{(распознаваемая поведенческими методами в абстрактном / интерфейсном типе, которая вызывает метод в реализации другого абстрактного / интерфейсного типа, который был передан в качестве аргумента метода в реализацию стратегии)}}

• java.util.Comparator#compare(), выполняемый, среди прочего, Collections#sort().


• javax.servlet.http.HttpServlet методы service() и all doXXX() принимают HttpServletRequest и HttpServletResponse , и разработчик должен обработать их (а не получить их в качестве переменных экземпляра!).


• javax.servlet.Filter#doFilter()

Шаблонный метод ^{_{(распознаваемый поведенческими методами, которые уже имеют поведение "по умолчанию", определенное абстрактным типом)}}

• Все неабстрактные методы java.io.InputStream, java.io.OutputStream, java.io.Reader и java.io.Writer.


• Все неабстрактные методы java.util.AbstractList, java.util.AbstractSet и java.util.AbstractMap.


• javax.servlet.http.HttpServlet все doXXX() методы по умолчанию отправляют в ответ ошибку HTTP 405 "Метод не разрешен". Вы вольны не реализовать ни один из них.

Посетитель ^{_{(распознается по двум разным абстрактным / интерфейсным типам, в которых определены методы, каждый из которых принимает другой абстрактный / интерфейсный тип; один фактически вызывает метод другого, а другой выполняет с ним желаемую стратегию)}}

• javax.lang.model.element.AnnotationValue и AnnotationValueVisitor


• javax.lang.model.element.Element и ElementVisitor


• javax.lang.model.type.TypeMirror и TypeVisitor


• java.nio.file.FileVisitor и SimpleFileVisitor


• javax.faces.component.visit.VisitContext и VisitCallback

1. Шаблон наблюдателя на протяжении всего swing (Observable, Observer)


2. MVC также в swing


3. Шаблон адаптера: InputStreamReader и OutputStreamWriter ПРИМЕЧАНИЕ: ContainerAdapter, ComponentAdapter, FocusAdapter KeyAdapter, MouseAdapter не являются адаптерами; на самом деле это нулевые объекты. Неудачный выбор имен Sun.


4. Шаблон декоратора (BufferedInputStream может украшать другие потоки, такие как FilterInputStream)


5. Шаблон AbstractFactory для AWT Toolkit и подключаемых классов внешнего вида Swing


6. java.lang.Runtime#getRuntime() является одноэлементным


7. ButtonGroup для шаблона посредника


8. Action, AbstractAction может использоваться для разных визуальных представлений для выполнения одного и того же кода -> Шаблон команды


9. Интернированные строки или CellRender в JTable для шаблона Flyweight (также подумайте о различных пулах - пулах потоков, пулах соединений, пулах объектов EJB - Flyweight на самом деле предназначен для управления общими ресурсами)


10. Модель событий Java 1.0 является примером цепочки ответственности, как и фильтры сервлетов.


11. Шаблон итератора в Collections Framework


12. Вложенные контейнеры в AWT / Swing используют составной шаблон


13. Менеджеры компоновки в AWT / Swing являются примером стратегии

и, я думаю, многое другое

1. Минимальный вес используется с некоторыми значениями Byte, Short, Integer, Long и String .


2. Фасад используется во многих местах, но наиболее очевидным являются скриптовые интерфейсы.


3. На ум приходитSingleton - java.lang.Runtime.


4. Abstract Factory - Также скриптинг и JDBC API.


5. Команда - отмена / повтор TextComponent.


6. Интерпретатор - API регулярных выражений (java.util.regex.) и SQL (java.sql.).


7. Прототип - Не уверен на 100%, учитывается ли это, но я думаю, что clone() метод можно использовать для этой цели.

RMI основан на прокси.

Должна быть возможность привести один для большинства из 23 шаблонов в GoF:

1. Абстрактная фабрика: все интерфейсы java.sql получают свои конкретные реализации из JDBC JAR при регистрации драйвера.


2. Конструктор: java.lang.StringBuilder.


3. Фабричный метод: XML-фабрики, среди прочего.


4. Прототип: возможно, clone() , но я не уверен, что куплюсь на это.


5. Singleton: java.язык.Система


6. Адаптер: классы адаптеров в java.awt.event, например, WindowAdapter.


7. Мост: коллекция классов в java.util. Список, реализованный ArrayList.


8. Составной: java.awt. java.awt.Component + java.awt.Container


9. Декоратор: по всему пакету java.io .


10. Фасад: ExternalContext ведет себя как фасад для выполнения файлов cookie, области действия сеанса и аналогичных операций.


11. Минимальный вес: целое число, символ и т.д.


12. Прокси: пакет java.rmi


13. Цепочка ответственности: фильтры сервлетов


14. Команда: Пункты меню Swing


15. Интерпретатор: Нет непосредственно в JDK, но JavaCC, безусловно, использует это.


16. Итератор: java.util.Интерфейс итератора; яснее не скажешь.


17. Посредник: JMS?


18. Памятка:


19. Observer: java.util.Observer / Observable (правда,сделано плохо)


20. Состояние:


21. СТРАТЕГИИ:


22. Шаблон:


23. Посетитель:

Я не могу вспомнить примеров в Java для 10 из 23, но я посмотрю, смогу ли я сделать лучше завтра. Для этого и существует edit.