设计模式（Java）

Oct 12, 2026

这组笔记用 Java 学习设计模式，按设计原则、创建型模式、结构型模式、行为型模式四章展开。示例围绕订单处理、文件读写、通知、编辑器等普通 Java 场景，重点是需求变化时如何安排类的职责、创建对象和组织协作。

章节	学习内容	需要掌握的 Java 基础
设计原则	SOLID、迪米特法则、组合与继承	接口、抽象类、多态、构造函数
创建型模式	单例、工厂家族、建造者、原型	`static`、类初始化、`synchronized`、`volatile`、对象拷贝
结构型模式	适配器、装饰器、代理、外观、桥接、组合、享元	委托、反射、泛型、集合、I/O
行为型模式	观察者、策略、模板方法、责任链、命令、状态、迭代器、备忘录、中介者	Lambda、函数式接口、集合遍历、异常、线程池

示例的运行方式

示例以 JDK 17 或更高版本为基准，只使用 JDK 自带 API。每个 java 代码块都是独立示例，保存为 Demo.java 即可运行；不同代码块中的同名类分别属于各自的示例。辅助类型放在 Demo 内部，是为了便于复制运行，实际项目可以按职责拆成独立文件。

Bash

javac -encoding UTF-8 --release 17 Demo.java
java Demo

record 用来表达简单的数据载体；它只保证字段引用不可重新赋值，字段指向的集合或对象仍可能可变。List.of()、List.copyOf() 返回不可修改的列表，但也不会自动深拷贝列表元素。涉及深浅拷贝时会专门讨论这个区别。

先阅读设计原则，再按四章顺序学习。每遇到一个模式，先运行示例，观察调用者依赖了谁，然后尝试改变一项需求：新增支付方式、更换输出渠道、增加校验步骤，或者撤销一次操作。需要修改哪些类，比能否背出类图更能说明你是否理解了模式。

章节中的 JDK 对照用于阅读真实 API。例如，I/O 包装流帮助理解装饰器，Comparator 帮助理解策略，Iterator 帮助理解遍历协议。某个 API 可以同时使用多种模式，判断时应看具体对象关系与调用过程。

每个主要模式先用关系图、流程图或时序图说明，再给出带中文注释的代码。先把图中的角色对应到代码里的类、接口和字段，再沿一次实际调用追踪执行顺序。 注释重点解释职责、委托、状态保存与失败路径，Java 语法之外的边界在正文中继续展开。

图示直接使用正文里的 Mermaid 代码，站点将它们渲染为可放大的 SVG。关系图说明谁依赖谁，流程图说明分支和步骤，时序图说明调用与返回，状态图只列出允许的转换。