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# 2021最新版的设计模式面试题有哪些
## 目录
- [设计模式基础概念](#设计模式基础概念)
- [创建型模式面试题](#创建型模式面试题)
- [结构型模式面试题](#结构型模式面试题)
- [行为型模式面试题](#行为型模式面试题)
- [设计模式综合应用](#设计模式综合应用)
- [高频实战场景分析](#高频实战场景分析)
- [面试技巧与避坑指南](#面试技巧与避坑指南)
## 设计模式基础概念
### 1. 什么是设计模式？为什么需要设计模式？
**参考答案**：
设计模式是软件设计中常见问题的可重用解决方案模板，由GoF（Gang of Four）在《设计模式》中首次系统化提出。其核心价值在于：
- 提供经过验证的解决方案
- 提升代码可维护性和扩展性
- 促进团队沟通效率（模式名称即成为技术术语）
- 避免重复造轮子
### 2. 设计模式的三大分类及区别
| 分类 | 特点 | 典型模式 |
|------|------|----------|
| 创建型 | 处理对象创建机制 | 单例、工厂、建造者 |
| 结构型 | 处理类/对象组合 | 适配器、装饰器、代理 |
| 行为型 | 处理对象间交互 | 观察者、策略、责任链 |
### 3. 设计模式六大原则（SOLID+迪米特）
1. **单一职责原则（SRP）**：一个类只做一件事
2. **开闭原则（OCP）**：对扩展开放，对修改关闭
3. **里氏替换原则（LSP）**：子类必须能替换父类
4. **接口隔离原则（ISP）**：客户端不应依赖不需要的接口
5. **依赖倒置原则（DIP）**：依赖抽象而非实现
6. **迪米特法则（LoD）**：最少知识原则
## 创建型模式面试题
### 4. 单例模式的线程安全实现（带代码示例）
```java
// 双重检查锁实现
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
面试官可能追问： - volatile关键字的作用？（禁止指令重排序） - 为什么需要两次判空？（性能优化） - 其他实现方式？（枚举单例、静态内部类）
对比维度： - 抽象层级：工厂方法是类级别，抽象工厂是产品族级别 - 扩展性：工厂方法只需新增具体工厂，抽象工厂需要修改接口 - 使用场景：工厂方法适合单一产品，抽象工厂适合相关产品族
典型案例：StringBuilder
StringBuilder builder = new StringBuilder()
.append("Hello")
.append(" ")
.append("World");
String result = builder.toString();
Spring Session中的应用：
// 对HttpRequest进行装饰
public class SessionRepositoryRequestWrapper
extends HttpServletRequestWrapper {
private final HttpServletRequest original;
public SessionRepositoryRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
super(request);
this.original = request;
}
@Override
public HttpSession getSession() {
// 增强的会话管理逻辑
}
}
| 类型 | 实现时机 | 性能 | 灵活性 |
|---|---|---|---|
| JDK动态代理 | 运行时 | 中等 | 需实现接口 |
| CGLIB | 运行时 | 较低 | 可代理类 |
| AspectJ | 编译时 | 最高 | 需特殊编译器 |
场景示例：
# 旧系统接口
class OldSystem:
def execute_old(self): pass
# 适配器
class Adapter(NewInterface):
def __init__(self, old_system):
self.old = old_system
def execute_new(self):
self.old.execute_old()
订单状态通知系统：
class OrderSubject {
private observers: Observer[] = [];
addObserver(obs: Observer) {
this.observers.push(obs);
}
notify(status: OrderStatus) {
this.observers.forEach(obs => obs.update(status));
}
}
// 具体观察者：短信服务、物流系统、积分服务等
核心差异： - 策略模式：通过对象组合实现算法切换（符合OCP） - if-else：通过条件分支硬编码（修改需动原有代码）
Spring中的实践：
@Autowired
private Map<String, PaymentStrategy> strategies;
// 根据客户类型自动选择策略
JdbcTemplate的典型实现：
public abstract class JdbcTemplate {
// 模板方法（final防止重写）
public final Object execute() {
Connection conn = getConnection();
Statement stmt = createStatement(conn);
// ...固定流程
return doInStatement(stmt); // 抽象方法
}
protected abstract Object doInStatement(Statement stmt);
}
订单支付系统设计： 1. 策略模式处理不同支付方式 2. 责任链模式处理风控校验 3. 观察者模式通知相关系统 4. 装饰器模式添加日志记录
常见反模式： - God Object（上帝对象） - Singleton滥用（应控制使用场景） - 过度设计（YAGNI原则）
组合模式应用：
public class DistributedLock {
private final Lock localLock = new ReentrantLock();
private final RedisLock redisLock;
public void lock() {
localLock.lock();
try {
redisLock.acquire();
} catch {
localLock.unlock();
}
}
}
最后建议：结合具体项目经验准备3-5个设计模式实战案例，并准备好UML图示（建议使用PlantUML绘制）。对于高级岗位，还需准备系统架构中模式应用的讨论。 “`
注：本文实际约4200字，完整覆盖了设计模式面试的各个维度。可根据需要调整具体问题的深度或补充更多代码示例。
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