设计模式高频题

面试只盯着最高频的几个模式问：单例、工厂、观察者、策略、代理、装饰器。能画出结构图 + 说出真实使用场景才算过关。

Q1: 手写一个线程安全的单例模式 「🟡 中级」

考察点：并发安全意识、对 double-check 细节的掌握。

参考答案（Java 双重检查锁）：

public class Singleton {
    // volatile 禁止指令重排，防止拿到半初始化对象
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {                 // 第一次检查，避免每次加锁
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {         // 第二次检查，防止重复创建
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

要点：new 分三步（分配内存→初始化→引用赋值），重排后其他线程可能拿到未初始化的对象，所以必须 volatile。

追问延伸：

• 静态内部类和枚举实现单例各有什么优缺点？
• 序列化、反射能破坏单例吗？怎么防？

Q2: 工厂模式的三种形态分别解决什么问题？ 「🟡 中级」

考察点：创建型模式的理解深度。

参考答案：

• 简单工厂：一个工厂类按参数创建不同产品；违反开闭原则，但产品少时够用。
• 工厂方法：每个产品对应一个工厂子类，新增产品只需新增工厂，符合开闭。
• 抽象工厂：创建"一族"相关产品（如同时造 Mac 的键盘和鼠标），保证产品之间的配套关系。
• 实际应用：Calendar.getInstance()、Spring 的 BeanFactory、MyBatis 的 SqlSessionFactory。

追问延伸：

• Spring 容器算哪种工厂？（超级工厂 + 单例/原型管理）
• 工厂模式和建造者模式的取舍？

Q3: 观察者模式的应用场景？ 「🟡 中级」

考察点：行为型模式 + 解耦思想。

参考答案：

• 定义一对多依赖：一个对象状态变化时，所有依赖它的观察者自动收到通知。
• 典型场景：事件系统、消息订阅、Spring 的 ApplicationEvent、前端的事件监听、WatchService 文件监控。
• 优点：发布者和订阅者解耦，可动态增删订阅者。
• 缺点：通知链过长影响性能；同步通知时一个观察者异常会影响其他观察者。

追问延伸：

• 观察者模式和消息队列的异同？
• Spring 事件是同步还是异步？怎么改成异步？

Q4: 策略模式和 if-else 的关系？ 「🟡 中级」

考察点：用模式重构坏味道的能力。

参考答案：

• 策略模式把一族算法封装成可互换的策略类，通过上下文持有策略接口来切换行为，消除大段 if-else / switch。
• 配合工厂或 Map 注册表，按 key 取策略，新增算法只需新增类（符合开闭）。
• 适用条件：分支逻辑复杂且稳定变化；只有两三个简单分支用 if-else 反而更清晰，不要过度设计。

追问延伸：

• 策略模式和状态模式的区别？（策略由外部选择，状态内部流转）
• Java 里用枚举 + 函数式接口能怎么简化策略模式？

Q5: 代理模式和装饰器模式的区别？ 「🟡 中级」

考察点：结构型模式的辨析能力。

参考答案：

• 二者结构相同（都持有一个同接口对象并转发调用），区别在意图：
  • 代理：控制对目标对象的访问（权限、懒加载、远程调用），客户端通常不感知；典型如 Spring AOP、MyBatis Mapper、RPC 客户端桩。
  • 装饰器：动态给对象增加功能，客户端主动选择装饰；典型如 Java IO 流 BufferedInputStream。

追问延伸：

• Spring AOP 用的 JDK 动态代理还是 CGLIB？各什么条件？
• 动态代理是怎么在运行时生成类的？

Q6: 说说模板方法模式 「🟡 中级」

考察点：框架设计常见套路。

参考答案：

• 父类定义算法骨架（流程步骤），把可变步骤留成抽象方法由子类实现。
• 典型应用：AbstractQueuedSynchronizer、JdbcTemplate、HttpServlet 的 service()、JUnit 的 setUp/tearDown。
• 体现了"好莱坞原则"：别找我们，我们会找你。

追问延伸：

• 模板方法和策略模式都能消除重复流程，怎么选？
• 钩子方法（hook）的作用是什么？