设计模式
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软件设计模式——七大设计原则
摘要:
设计模式是解决软件设计中反复出现的问题及其解决方案的一套经验总结。其目的是提高代码的可重用性、可读性和可靠性。包含多种开发原则,其中开闭原则强调对扩展开放、对修改关闭;依赖倒置原则主张面向接口编程;单一职责原则要求一个类只有一个引起变化的原因;接口隔离原则强调接口精简、功能解耦;迪米特法则减少类间耦合;里氏替换原则保护继承体系的稳定性;合成复用原则提倡使用组合或聚合实现代码复用,减少继承。这些原则的核心目的是降低对象间的耦合,增加程序的可复用性、可扩展性和可维护性。在程序设计中,应遵循功能最小化、合理使用继承、运用接口、低耦合高内聚等原则。
设计模式
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常见的设计模式--下
好的,以下是您所请求的摘要总结:
一、观察者模式
观察者模式定义了一种一对多的关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象的状态发生变化时,会自动通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。在TypeScript中,可以使用接口和类来实现观察者模式。应用场景包括当被观察对象的状态发生改变时,需要更新相关依赖对象的状态。
二、发布订阅模式
发布订阅模式是一种消息范式,消息的发送者(发布者)不会直接将消息发送给特定的接收者(订阅者)。而是将发布的消息分为不同的类别,然后分别发送给不同的订阅者。订阅者可以表达对一个或多个类别的兴趣,只接收感兴趣的消息。在TypeScript中,可以通过类来实现发布订阅模式。应用场景包括事件总线,实现不同组件或模块间的通信。
三、策略模式
策略模式定义了一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以互相替换。策略模式的重心不是如何实现算法,而是如何组织、调用这些算法,使程序结构更灵活、可维护、可扩展。应用场景包括一个系统需要动态地在几种算法中选择一种时,可以将每个算法封装到策略类中。
四、职责链模式
职责链模式使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系。请求在一个链上传递,直到链上的某一个对象处理此请求。应用场景包括在处理请求的对象集合需要被动态指定的情况下,或者在不明确指定接收者的情况下,向多个对象中的一个提交一个请求。
五、模板方法模式
模板方法模式由抽象父类和具体的实现子类组成。抽象父类中封装了子类的算法框架,包括实现一些公共方法以及封装子类中所有方法的执行顺序。子类通过继承这个抽象类,可以选择重写父类的方法。应用场景包括算法的整体步骤很固定,但其中个别部分易变时,可以将容易变的部分抽象出来,供子类实现。
这些设计模式在软件工程中都非常常用,理解并熟练使用这些模式可以帮助我们更好地设计和开发软件。
设计模式
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常见的设计模式--上
总结:
一、建造者模式:将一个复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。常用于需要构建多个部分组成的复杂对象,如汽车。
二、工厂模式:
1. 简单工厂模式:根据给定的参数创建对象,而无需知道具体的产品类。
2. 工厂方法模式:工厂父类定义创建产品的接口,工厂子类负责生成具体的产品对象。适用于一个类不知道它需要哪些对象的情况。
3. 抽象工厂模式:提供创建一系列相关或依赖对象的接口,但不必指定具体的类。适用于一个系统有多个产品族的情况。
三、单例模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。常用于需要频繁实例化但又只需要一个实例的对象,如全局缓存。
四、适配器模式:解决两个软件实体间的接口不兼容问题。适用于使用第三方组件但其接口不符合系统要求的情况。
以上四种设计模式在实际生活和软件开发中都有广泛的应用,选择合适的模式可以大大提高代码的可维护性和重用性。
Java
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Java并发-补充
这段内容涵盖了多线程编程中的几种模式和设计,包括两阶段终止模式、Balking模式、保护性暂停模式、生产者/消费者模式、哲学家就餐问题、double-checked locking问题、共享模型之不可变、final原理、享元设计模式以及包装类的使用。
摘要总结:
1. **两阶段终止模式**:在Java中,可以使用`Thread.interrupt()`来请求线程中断,然后线程可以检查`Thread.currentThread().isInterrupted()`来决定是否停止。这种“优雅”的停止方式给了线程一个机会来清理资源。
2. **Balking模式**:一个线程在发现另一个线程已经完成了某项任务时,就不会再次执行。
3. **保护性暂停模式**:一个线程等待另一个线程的结果,这种模式常用于同步操作。
4. **生产者/消费者模式**:一个或多个生产者线程生成数据,一个或多个消费者线程处理数据。
5. **哲学家就餐问题**:一个经典的并发问题,通过使用ReentrantLock和tryLock()方法来解决。
6. **double-checked locking问题**:在单例模式中的初始化问题,确保在多线程环境下正确地创建单例。
7. **共享模型之不可变**:如果一个对象的状态在创建后不可更改,那么它就是线程安全的。
8. **final原理**:`final`关键字确保变量、方法或类在初始化后不能被更改。
9. **享元设计模式**:当需要重用数量有限的同一类对象时,使用享元模式。
10. **包装类**:Java的包装类,如Long、Integer等,提供了缓存机制来重用对象,以减少内存消耗。
这些模式和设计在解决多线程编程中的复杂问题时非常有用,它们提供了处理并发、同步、资源管理和性能优化的方法。
Java
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三、Java并发
摘要:
线程池是Java中用于管理线程的一种机制,可以有效地控制线程的数量,避免无节制地创建线程,导致系统崩溃。线程池的主要参数包括核心线程数、等待队列、最大线程数、拒绝策略和空闲线程存活时间。当向线程池提交任务时,它按照一定规则处理任务,包括新建线程、将任务放入等待队列、拒绝任务等。线程池的优点包括线程复用、减少创建和销毁线程的开销,以及更好地控制线程的数量和执行流程。Java的线程池主要通过ThreadPoolExecutor类实现,其子类ScheduledThreadPoolExecutor支持定时任务的执行。线程池的使用需要合理配置参数,以充分利用系统资源并避免潜在问题。
Java还提供了一些并发工具类,如Semaphore、CountDownLatch和CyclicBarrier,以及本地存储解决方案ThreadLocal,这些都可以帮助实现线程安全。此外,通过原子类、volatile关键字和锁机制,也能保证多线程访问共享资源的线程安全。
Java的线程池和并发工具类在并发编程中非常重要,合理使用它们可以提高程序的性能和可维护性。
Java
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二、Java集合类
摘要:
Java的集合框架包括List、Map、Set、Concurrent等,提供了丰富的数据结构供开发者选择。List中的ArrayList和LinkedList,Map中的HashMap、TreeMap和HashTable,Set中的HashSet和LinkedHashSet,以及Concurrent包中的ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等,都是常用的集合类。这些集合类在底层实现上有所不同,如ArrayList基于数组,HashMap基于数组+链表+红黑树,而LinkedList则基于双向链表。同时,这些集合类在并发处理、线程安全、内存效率等方面存在差异,需要根据具体需求选择合适的集合类。例如,ArrayList和LinkedList在数据插入、删除的位置不同时性能差异明显,而HashMap和ConcurrentHashMap在并发操作下有不同的表现。
此外,Java的集合类还提供了丰富的操作,如添加、删除、查找、迭代等,且支持多线程环境下的安全操作。同时,集合类还提供了一些高级特性,如失败机制和线程安全,以及如何有效地处理并发访问。例如,ConcurrentHashMap采用CAS和synchronized保证并发安全,CopyOnWriteArrayList在写操作时复制新数组,而非阻塞队列在队列为空时不会阻塞等待。
综上所述,Java的集合框架提供了多种数据结构,适用于不同场景下的数据存储和处理需求。
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跳表 SkipList
摘要:
跳表是一种有序数据结构,通过多层索引链表加速查找过程。底层链表包含所有元素并保证有序,而高层链表包含较少的随机选择元素。构建跳表时,每隔一定数量元素会选取一个元素构建上层链表。查找时,从高层开始逐步缩小范围至底层。插入和删除操作的时间复杂度也为O(log N)。跳表适用于需要频繁查询和动态更新数据的场景,如Redis的Sorted Set。
rabbitMQ+应用架构设计
这段内容主要介绍了RabbitMQ的基本概念、使用原因、分类以及具体的使用场景和配置。RabbitMQ是一个开源的消息队列软件,主要用于应用程序的解耦、流量削峰、异步处理、广播和最终一致性。使用RabbitMQ可以提高系统的可用性、可伸缩性和可靠性。
文中还提到了RabbitMQ的几种类型,包括ActiveMQ、Kafka、RocketMQ和RabbitMQ,并分别介绍了它们的优缺点。此外,文中还详细解释了RabbitMQ的四大核心概念,即生产者、交换机、队列和消费者,以及RabbitMQ中的交换机和交换机类型,如Direct、Topic、Fanout和Headers。
最后,文中还提到了RabbitMQ的消息分发策略,如轮询分发、不公平分发和限流,以及消息确认和持久化机制。消息确认机制用于确保消息可靠地投递,而持久化机制则用于保障队列和消息在RabbitMQ服务重启或崩溃后依然可以恢复。
对于RabbitMQ客户端,文中提供了一个RabbitClient类,它提供了发送消息和异常处理的方法,并使用了Spring框架的Retryable和Recover注解来实现消息的重试和恢复机制。此外,还介绍了一些RabbitMQ的配置类,如RabbitMqConfiguration和RabbitMqResender,用于配置RabbitMQ的行为和处理失败的消息。
文中还提到了幂等性保障,这是确保消息队列系统中不会因为消息重复消费而导致数据不一致的关键机制。最后,文中还提到了RabbitMQ的具体配置和YAML配置示例,包括生产者端和消费者端的配置。
整体而言,这段内容全面介绍了RabbitMQ的基本概念、使用原因、分类、使用场景、配置和客户端实现,以及RabbitMQ中的消息分发、消息确认和持久化机制,并强调了幂等性保障的重要性。
数据库
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数据库查询
您提供的文章摘要非常准确且全面,涵盖了分页查询、高并发环境下的数据一致性、以及数据库索引创建等方面的关键内容。以下是简化版的摘要:
文章主要讨论了高并发环境下数据库查询的相关问题,包括分页查询逻辑、确保数据一致性的方法和创建合适的数据库索引。文章指出,分页查询中,每张表可以独立分页,合并后再统一排序。在高并发环境下,为了确保数据的一致性,可以运用事务隔离级别、快照隔离、时间戳或版本号机制、乐观锁和悲观锁等方法。同时,创建合适的索引是提升数据库查询性能的关键,需要根据查询需求选择单列索引、复合索引等,并考虑写入性能。定期维护和优化索引也是确保数据库高效运行的重要步骤。
总结来说,文章详细探讨了如何在高并发环境下确保数据库查询的准确性、一致性和性能,为数据库管理和优化提供了有价值的指导。
Java
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13.垃圾回收器
垃圾回收器(GC)是Java虚拟机(JVM)中的关键组件,用于自动管理内存并回收不再使用的对象。不同的垃圾回收器在性能、吞吐量、暂停时间等方面各有优势,适用于不同的应用场景。从最初的串行垃圾回收器(Serial GC)发展到G1垃圾回收器,Java的垃圾收集技术经历了串行、并行、并发等阶段,以应对不同的内存和CPU资源需求。
选择垃圾回收器时,需要考虑应用的特点,如内存大小、CPU数量、对暂停时间的容忍度以及吞吐量需求。Serial GC适用于内存较小、单核CPU的情况,而Parallel GC和CMS GC适用于多核CPU且对暂停时间有较高要求的环境。G1 GC则适用于大内存、多核CPU且追求低停顿时间和高吞吐量的应用。
需要注意的是,没有一种垃圾回收器能够完美适用于所有场景。因此,针对特定的应用需求,需要对垃圾回收器进行调优,以获得最佳性能。此外,随着JVM技术的发展,新的垃圾回收器不断出现,以应对更复杂的应用场景。
总的来说,选择垃圾回收器时,需要综合考虑应用的需求、内存和CPU资源、以及对性能和延迟的要求,以选择最适合的垃圾回收器。