Beispiele für GoF-Entwurfsmuster in Java-Kernbibliotheken

Question

Ich lerne GoF Java Design Patterns und möchte einige Beispiele aus der Praxis sehen. Was sind einige gute Beispiele für diese Entwurfsmuster in Javas Kernbibliotheken?

BalusC · Accepted Answer

Eine Übersicht über viele Designmuster finden Sie in Wikipedia . Es wird auch erwähnt, welche Muster von der GoF erwähnt werden. Ich fasse sie hier zusammen und versuche, so viele Musterimplementierungen wie möglich zuzuweisen, die sowohl in den Java SE- als auch in den Java EE-APIs enthalten sind.

Creational patterns

Abstract factory ^{_{(erkennbar an den Erzeugungsmethoden, die die Fabrik selbst zurückschicken, wodurch wiederum ein anderer Abstrakt-/Schnittstellentyp erzeugt werden kann.)}}

Builder ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die die Instanz selbst zurückgeben)}}

Java.lang.StringBuilder#append() (nicht synchronisiert)
Java.lang.StringBuffer#append() (synchronisiert)
Java.nio.ByteBuffer#put() (auch am CharBuffer , ShortBuffer , IntBuffer , LongBuffer , FloatBuffer und DoubleBuffer )
javax.swing.GroupLayout.Group#addComponent()
Alle Implementierungen von Java.lang.Appendable
Java.util.stream.Stream.Builder

Factory-Methode ^{_{(erkennbar an Erstellungsmethoden, die eine Implementierung eines Abstract/Interface-Typs zurückgeben)}}

Java.util.Calendar#getInstance()
Java.util.ResourceBundle#getBundle()
Java.text.NumberFormat#getInstance()
Java.nio.charset.Charset#forName()
Java.net.URLStreamHandlerFactory#createURLStreamHandler(String) (Gibt ein einzelnes Objekt pro Protokoll zurück)
Java.util.EnumSet#of()
javax.xml.bind.JAXBContext#createMarshaller() und andere ähnliche Methoden

Prototype ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine different -Instanz mit denselben Eigenschaften zurückgeben)}}

Java.lang.Object#clone() (die Klasse muss implementieren Java.lang.Cloneable )

Singleton ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die jedes Mal die same -Instanz (normalerweise von selbst) zurückgeben)}}

Strukturmuster

Adapter ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine Instanz von different abstract/interface type nehmen und eine Implementierung eines eigenen/eines anderen abstract/interface type zurückgeben, die decorates/overrides die angegebene Instanz)}}

Java.util.Arrays#asList()
Java.util.Collections#list()
Java.util.Collections#enumeration()
Java.io.InputStreamReader(InputStream) (gibt ein Reader zurück)
Java.io.OutputStreamWriter(OutputStream) (gibt ein Writer zurück)
javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter#marshal() und #unmarshal()

Bridge ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine Instanz von different abstract/interface type nehmen und eine Implementierung eines eigenen abstract/interface type zurückgeben, die delegiert/verwendet die angegebene Instanz)}}

Mir fällt noch keiner ein. Ein fiktives Beispiel wäre new LinkedHashMap(LinkedHashSet<K>, List<V>), das eine nicht modifizierbare verknüpfte Karte zurückgibt, die die Elemente nicht klont, sondern sing sie. Die Methoden Java.util.Collections#newSetFromMap() und singletonXXX() kommen jedoch sehr nahe.

Composite ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Instanz von same abstract/interface type in eine Baumstruktur aufnehmen)}}

Java.awt.Container#add(Component) (praktisch alles über Swing also)
javax.faces.component.UIComponent#getChildren() (praktisch auf der gesamten JSF-Benutzeroberfläche)

Decorator ^{_{(erkennbar an Erstellungsmethoden, die eine Instanz von same abstract/interface type verwenden, die zusätzliches Verhalten hinzufügt)}}

Alle Unterklassen von Java.io.InputStream , OutputStream , Reader und Writer einen Konstruktor haben, der eine Instanz des gleichen Typs verwendet.
Java.util.Collections , das checkedXXX() , synchronizedXXX() und unmodifiableXXX() Methoden.
javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper und HttpServletResponseWrapper
javax.swing.JScrollPane

Facade ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die intern Instanzen von different independent abstract/interface types verwenden)}}

javax.faces.context.FacesContext , verwendet intern unter anderem die Typen abstract/interface LifeCycle , ViewHandler , NavigationHandler und vieles mehr, ohne dass sich der Endverbraucher darum kümmern muss (die jedoch durch Injektion überschrieben werden können).
javax.faces.context.ExternalContext , das intern ServletContext , HttpSession , HttpServletRequest , HttpServletResponse , etc.

Flyweight ^{_{(erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine zwischengespeicherte Instanz zurückgeben, ein bisschen die "Multiton" -Idee)}}

Java.lang.Integer#valueOf(int) (auch am Boolean , Byte , Character , Short , Long und BigDecimal )

Proxy ^{_{(Erkennbar durch Erstellungsmethoden, die eine Implementierung eines gegebenen Abstrakt-/Schnittstellentyps zurückgeben, der wiederum delegiert/verwendet a nterschiedlich Implementierung eines gegebenen Abstrakt-/Schnittstellentyps)}}

Verhaltensmuster

Verantwortungskette ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die (indirekt) dieselbe Methode in einer anderen Implementierung von derselben abstract/interface-Typ in einer Warteschlange aufrufen)}}

Befehl ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden in einem Abstract/Interface-Typ, der eine Methode in einer Implementierung eines different Abstract/Interface-Typs aufruft, der gekapselt von der Befehlsimplementierung während seiner Erstellung erstellt wurde )}}

Alle Implementierungen von Java.lang.Runnable
Alle Implementierungen von javax.swing.Action

Interpreter ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die ein strukturell unterschiedliches Exemplar/Typ des angegebenen Exemplars/Typs zurückgeben. Beachten Sie, dass das Parsen/Formatieren nicht Teil des Musters ist. Bestimmen Sie das Muster und wenden Sie es an.)}}

Java.util.Pattern
Java.text.Normalizer
Alle Unterklassen von Java.text.Format
Alle Unterklassen von javax.el.ELResolver

Iterator ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die nacheinander Instanzen eines different -Typs aus einer Warteschlange zurückgeben.)}}

Alle Implementierungen von Java.util.Iterator (also unter anderem auch Java.util.Scanner !).
Alle Implementierungen von Java.util.Enumeration

Mediator ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Instanz eines anderen Abstract-/Schnittstellentyps verwenden (normalerweise unter Verwendung des Befehlsmusters), die die angegebene Instanz delegiert/verwendet)}}

Java.util.Timer (alle scheduleXXX()-Methoden)
Java.util.concurrent.Executor#execute()
Java.util.concurrent.ExecutorService (die Methoden invokeXXX() und submit())
Java.util.concurrent.ScheduledExecutorService (alle scheduleXXX()-Methoden)
Java.lang.reflect.Method#invoke()

Memento ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die intern den Zustand der whole -Instanz ändern)}}

Java.util.Date (die Setter-Methoden machen das, Date wird intern durch einen long-Wert dargestellt)
Alle Implementierungen von Java.io.Serializable
Alle Implementierungen von javax.faces.component.StateHolder

Observer (oder Publish/Subscribe) ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Methode auf einer Instanz von another abstract/interface type aufrufen, abhängig vom eigenen Zustand)}}

Java.util.Observer / Java.util.Observable (in der realen Welt jedoch selten verwendet)
Alle Implementierungen von Java.util.EventListener (praktisch alles über Swing also)
javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
javax.faces.event.PhaseListener

State ^{_{(Erkennbar durch Verhaltensmethoden, die ihr Verhalten in Abhängigkeit vom Zustand der Instanz ändern, der extern gesteuert werden kann.)}}

javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute() (gesteuert von FacesServlet , das Verhalten ist abhängig von der aktuellen Phase (Status) des JSF-Lebenszyklus.)

Strategie ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden in einem Abstract/Interface-Typ, der eine Methode in einer Implementierung eines different Abstract/Interface-Typs aufruft, der übergeben als Methodenargument in den Strategieumsetzung)}}

Java.util.Comparator#compare() , ausgeführt unter anderem von Collections#sort().
javax.servlet.http.HttpServlet , die Methoden service() und alle doXXX() nehmen HttpServletRequest und HttpServletResponse und der Implementierer muss sie verarbeiten (und darf sie nicht als Instanzvariablen erhalten!).
javax.servlet.Filter#doFilter()

Template Methode ^{_{(erkennbar an Verhaltensmethoden, die bereits ein durch einen abstrakten Typ definiertes "Standard" -Verhalten haben)}}

Alle nicht abstrakten Methoden von Java.io.InputStream , Java.io.OutputStream , Java.io.Reader und Java.io.Writer .
Alle nicht abstrakten Methoden von Java.util.AbstractList , Java.util.AbstractSet und Java.util.AbstractMap .
javax.servlet.http.HttpServlet , alle doXXX()-Methoden senden standardmäßig einen HTTP 405-Fehler "Methode nicht zulässig" an die Antwort. Es steht Ihnen frei, keine oder eine davon zu implementieren.

Visitor ^{_{(erkennbar an zwei different abstract/interface-Typen, für die Methoden definiert sind, die jeweils den other abstract/interface-Typ annehmen; der eine ruft tatsächlich die Methode des anderen auf und der andere führt sie aus die gewünschte Strategie drauf)}}

jitter · Answer

Beobachtermuster während des gesamten Schwungs (Observable, Observer)
MVC auch in Schwung
Adaptermuster: InputStreamReader und OutputStreamWriter HINWEIS: ContainerAdapter, ComponentAdapter, FocusAdapter, KeyAdapter, MouseAdapter sind nicht Adapter; Sie sind eigentlich Nullobjekte. Schlechte Namensauswahl von Sun.
Dekorationsmuster (BufferedInputStream kann andere Streams wie FilterInputStream dekorieren)
AbstractFactory Pattern für das AWT Toolkit und die steckbaren Look-and-Feel-Klassen von Swing
Java.lang.Runtime#getRuntime() ist Singleton
ButtonGroup für Mediator-Muster
Action, AbstractAction können für verschiedene visuelle Darstellungen verwendet werden, um denselben Code auszuführen -> Befehlsmuster
Internierte Zeichenfolgen oder CellRender in JTable für Flyweight-Muster
Das Ereignismodell Java 1.0 ist ebenso wie Servlet-Filter ein Beispiel für die Verantwortungskette.
Iteratormuster im Collections Framework
Verschachtelte Container in AWT/Swing verwenden das Composite-Muster
Layout Manager in AWT/Swing sind ein Beispiel für Strategie

und viele mehr, denke ich

NawaMan · Answer

Fliegengewicht wird mit einigen Werten von Byte, Short, Integer, Long und String verwendet.
Fassade wird an vielen Stellen verwendet, aber das offensichtlichste sind Scripting-Schnittstellen.
Singleton - Java.lang.Runtime fällt mir ein.
Abstrakte Fabrik - Auch Scripting und JDBC API.
Befehl - Rückgängig/Wiederherstellen von TextComponent.
Dolmetscher - RegEx (Java.util.regex .) und SQL (Java.sql.) API.
Prototyp - Nicht 100% sicher, ob diese Anzahl, aber ich denke, clone() Methode kann für diesen Zweck verwendet werden.

duffymo · Answer

RMI basiert auf Proxy.

Sollte es möglich sein, eines der 23 Muster in GoF zu zitieren:

Abstract Factory: Java.sql-Schnittstellen erhalten alle ihre konkreten Implementierungen von JDBC JAR, wenn der Treiber registriert ist.
Generator: Java.lang.StringBuilder.
Factory-Methode: Unter anderem XML-Fabriken.
Prototyp: Vielleicht clone (), aber ich bin mir nicht sicher, ob ich das kaufe.
Singleton: Java.lang.System
Adapter: Adapterklassen in Java.awt.event, z. B. WindowAdapter.
Bridge: Auflistungsklassen in Java.util. Liste implementiert von ArrayList.
Zusammengesetzt: Java.awt. Java.awt.Component + Java.awt.Container
Decorator: Überall im Java.io-Paket.
Fassade: ExternalContext verhält sich wie eine Fassade zum Durchführen von Cookies, Sitzungsbereichen und ähnlichen Vorgängen.
Fliegengewicht: Integer, Character, etc.
Proxy: Java.rmi-Paket
Verantwortungskette: Servlet-Filter
Befehl: Menüpunkte schwingen
Interpreter: Nein, direkt in JDK, aber JavaCC verwendet dies auf jeden Fall.
Iterator: Java.util.Iterator-Schnittstelle; kann nicht klarer sein.
Vermittler: JMS?
Erinnerung:
Observer: Java.util.Observer/Observable (allerdings schlecht gemacht)
Zustand:
Strategie:
Vorlage:
Besucher:

Ich kann mir keine Beispiele in Java für 10 von 23 vorstellen, aber ich werde sehen, ob ich es morgen besser machen kann. Dafür ist edit da.

uckelman · Answer

Das Abstract Factory-Muster wird an verschiedenen Stellen verwendet. Zum Beispiel DatagramSocketImplFactory, PreferencesFactory. Es gibt noch viele andere - durchsuchen Sie das Javadoc nach Schnittstellen, deren Name das Wort "Factory" enthält.

Es gibt auch eine ganze Reihe von Instanzen des Factory-Musters.

Esko · Answer

Obwohl ich mit dieser eine Art kaputte Uhr habe, verwendet die XML-API Java Factory sehr oft. Ich meine, sieh dir das an:

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

...und so weiter und so fort.

Zusätzlich verwenden verschiedene Puffer (StringBuffer, ByteBuffer, StringBuilder) Builder.

Catweazle · Answer

Fabrikmethode

Java.util.Collection # Iterator ist ein gutes Beispiel für eine Factory-Methode. Abhängig von der konkreten Unterklasse von Collection, die Sie verwenden, wird eine Iterator-Implementierung erstellt. Da sowohl die Factory-Superklasse (Collection) als auch der erstellte Iterator Schnittstellen sind, wird dies manchmal mit AbstractFactory verwechselt. Die meisten Beispiele für AbstractFactory in der akzeptierten Antwort (BalusC) sind Beispiele für Factory , eine vereinfachte Version der Factory-Methode, die nicht Teil der ursprünglichen GoF-Muster ist. In Facory wird die Factory-Klassenhierarchie reduziert und die Factory verwendet andere Mittel, um das zurückzugebende Produkt auszuwählen.

Abstrakte Fabrik

Eine abstrakte Fabrik hat mehrere Fabrikmethoden, von denen jede ein anderes Produkt erzeugt. Die von einer Fabrik produzierten Produkte sollen zusammen verwendet werden (Drucker und Patronen sollten aus derselben (abstrakten) Fabrik stammen). Wie in den obigen Antworten erwähnt, sind die von Plattform zu Plattform unterschiedlichen AWT-GUI-Komponenten ein Beispiel dafür (obwohl sich die Implementierung von der in Gof beschriebenen Struktur unterscheidet).

Beispiele für GoF-Entwurfsmuster in Java-Kernbibliotheken

Creational patterns

Abstract factory (erkennbar an den Erzeugungsmethoden, die die Fabrik selbst zurückschicken, wodurch wiederum ein anderer Abstrakt-/Schnittstellentyp erzeugt werden kann.)

Builder (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die die Instanz selbst zurückgeben)

Factory-Methode (erkennbar an Erstellungsmethoden, die eine Implementierung eines Abstract/Interface-Typs zurückgeben)

Prototype (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine different ​​-Instanz mit denselben Eigenschaften zurückgeben)

Singleton (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die jedes Mal die same -Instanz (normalerweise von selbst) zurückgeben)

Strukturmuster

Adapter (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine Instanz von different ​​abstract/interface type nehmen und eine Implementierung eines eigenen/eines anderen abstract/interface type zurückgeben, die decorates/overrides die angegebene Instanz)

Bridge (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine Instanz von different ​​abstract/interface type nehmen und eine Implementierung eines eigenen abstract/interface type zurückgeben, die delegiert/verwendet ​​die angegebene Instanz)

Composite (erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Instanz von same abstract/interface type in eine Baumstruktur aufnehmen)

Decorator (erkennbar an Erstellungsmethoden, die eine Instanz von same abstract/interface type verwenden, die zusätzliches Verhalten hinzufügt)

Facade (erkennbar an Verhaltensmethoden, die intern Instanzen von different ​​independent abstract/interface types verwenden)

Flyweight (erkennbar an den Erstellungsmethoden, die eine zwischengespeicherte Instanz zurückgeben, ein bisschen die "Multiton" -Idee)

Proxy (Erkennbar durch Erstellungsmethoden, die eine Implementierung eines gegebenen Abstrakt-/Schnittstellentyps zurückgeben, der wiederum delegiert/verwendet ​​a nterschiedlich Implementierung eines gegebenen Abstrakt-/Schnittstellentyps)

Verhaltensmuster

Verantwortungskette (erkennbar an Verhaltensmethoden, die (indirekt) dieselbe Methode in einer anderen Implementierung von derselben abstract/interface-Typ in einer Warteschlange aufrufen)

Befehl (erkennbar an Verhaltensmethoden in einem Abstract/Interface-Typ, der eine Methode in einer Implementierung eines different ​​Abstract/Interface-Typs aufruft, der gekapselt ​​von der Befehlsimplementierung während seiner Erstellung erstellt wurde )

Interpreter (erkennbar an Verhaltensmethoden, die ein strukturell unterschiedliches Exemplar/Typ des angegebenen Exemplars/Typs zurückgeben. Beachten Sie, dass das Parsen/Formatieren nicht Teil des Musters ist. Bestimmen Sie das Muster und wenden Sie es an.)

Iterator (erkennbar an Verhaltensmethoden, die nacheinander Instanzen eines different ​​-Typs aus einer Warteschlange zurückgeben.)

Mediator (erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Instanz eines anderen Abstract-/Schnittstellentyps verwenden (normalerweise unter Verwendung des Befehlsmusters), die die angegebene Instanz delegiert/verwendet)

Memento (erkennbar an Verhaltensmethoden, die intern den Zustand der whole -Instanz ändern)

Observer (oder Publish/Subscribe) (erkennbar an Verhaltensmethoden, die eine Methode auf einer Instanz von another abstract/interface type aufrufen, abhängig vom eigenen Zustand)

State (Erkennbar durch Verhaltensmethoden, die ihr Verhalten in Abhängigkeit vom Zustand der Instanz ändern, der extern gesteuert werden kann.)

Strategie (erkennbar an Verhaltensmethoden in einem Abstract/Interface-Typ, der eine Methode in einer Implementierung eines different ​​Abstract/Interface-Typs aufruft, der übergeben als Methodenargument in den Strategieumsetzung)

Template Methode (erkennbar an Verhaltensmethoden, die bereits ein durch einen abstrakten Typ definiertes "Standard" -Verhalten haben)

Visitor (erkennbar an zwei different ​​abstract/interface-Typen, für die Methoden definiert sind, die jeweils den other abstract/interface-Typ annehmen; der eine ruft tatsächlich die Methode des anderen auf und der andere führt sie aus die gewünschte Strategie drauf)