来源：mikechen的互联网架构

设计模式是写出优秀程序的保障，与架构能力与阅读源码的能力息息相关，对程序员来说非常重要，非常值得深入学习。

设计模式是让面向对象保持结构良好的秘诀。可以说，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。

前面，我们介绍了 7 大设计原则（41张图解、2万多字）。

今天我们详解设计模式的 5 种创建型模式。

设计模式有23种，划分为三类：创建型模式、结构型模式、行为型模式。

处理对象创建的模式，我们称为创建型模式。

创建型模式的共同点是：

• 将系统使用的具体类封装起来；

• 隐藏具体类的实例创建和组合方式。

创建型模式分为对象创建型、类创建型。

• 对象创建型：把类的创建推迟到另一个对象；

• 类创建型：将对象的创建推迟到子类中。

在设计模式中，有 5 种创建型模式。分别为：单例模式、抽象工厂模式、工厂方法模式、建造者模式、原型模式。

下面逐一详解。

单例模式（Singleton Pattern）是一种常见的设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点以获取该实例。

单例模式的 UML 类图：

单例模式的特点：

• 单例类只能有一个实例。

• 单例类必须自己创建自己的唯一实例。

• 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

单例模式的8种实现方式：

饿汉模式

懒汉模式

双重检查锁（Double-Checked Locking）

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单例模式的完整解析，查看这篇：

美团一面：会单例模式吗，写个单例看看？

1. 单例模式的定义

2. 单例模式的使用原因

3. 单例模式的 8 种实现方式

4. 单例模式的 4 大应用场景

5. 单例模式的优点、缺点

6. 单例模式的选型参考思路

抽象工厂模式（AbstractFactory）是提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。

抽象工厂模式的结构图：

• 抽象工厂模式的构成：

• 
  

• 抽象工厂（AbstractFactory）：声明了用来创建不同产品的方法；

• 具体工厂（ConcreteFactory）：主要是实现抽象工厂中的多个抽象方法，完成具体产品的创建；

• 抽象产品（AbstractProduct）：为每种产品声明业务方法；

• 具体产品（Product）：定义具体工厂生产的具体产品，并实现抽象产品中定义的业务方法。它同具体工厂之间是多对一的关系。

抽象工厂模式的实现 UML 图：

假设：

华为和小米生产的手机，分为两条产品线，一个是老人手机，一个是学生手机。

为了解决增加产品线的问题，我们用抽象工厂模式来实现。

源码示例：

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抽象工厂模式的完整解析，查看这篇：

3分钟重温抽象工厂模式（电商高频使用）

工厂方法模式是 简单工厂模式 的进一步抽象和升级，使用频次也更高。

工厂方法模式实现了可扩展，同时满足开闭原则，解决了简单工厂模式每次添加新的产品时，都需要修改工厂类的问题。

工厂方法模式定义工厂父类负责定义创建对象的公共接口，而子类则负责生成具体的对象。

工厂方法模式的特点：

构建的都是同一类型的对象（实现相同的接口）；且每一类对象对应一个工厂。

工厂方法模式的结构：

工厂方法模式的 4 个重要角色：

• Product：抽象产品类。

• ConcreteProduct：具体产品类，实现Product接口。

• Factory：抽象工厂类，该方法返回一个Product类型的对象。

• ConcreteFactory：具体工厂类，返回ConcreteProduct实例。

工厂方法模式的实现：

这里我们依然沿用《秒懂简单工厂模式》中手机产品的例子。

源码示例：

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工厂方法模式的完整解析，查看这篇：

【重温23种设计模式】之工厂方法模式

原型模式（Prototype Pattern）通过克隆现有对象来创建新对象，避免了频繁的对象实例化过程，属于创建型模式。

简单理解，就是定义一个原型对象作为创建其他对象的基础，通过克隆原型对象，我们可以创建多个具有相同属性和行为的新对象。

例如：

孙悟空有个十分牛逼的绝活儿，叫分身术，可以幻化出多个相同的孙悟空。这个幻化出的新的分身，和设计模式中的原型模式是相似的。

原型模式的 UML 类图：

原型模式的构成：

• 客户端（Client）：使用具体原型类中的 clone() 方法，来复制新的对象。

  
  

• 抽象原型（Prototype）：可以是抽象类或接口，规定了具体原型对象必须实现的 clone() 方法。

  
  

• 具体原型类（ConcretePrototype）：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。

原型模式的实现：

将名片拷贝到自己的名片库中，分别用深拷贝和浅拷贝来实现。

源码示例：

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原型模式的完整解析，查看这篇：

重温23种设计模式（11）：原型模式

建造者模式（builder）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

例如：我们要定制一台电脑，我们只需要确认配件品牌及型号，而不必知道组装电脑的这个过程。

建造者模式的 UML 类图：

建造者模式的 4 个重要角色：

• Product(产品类) ：具体需要生成的类对象；
• Builder(抽象建造者类)：为我们需要生成的类对象，构建不同的模块属性，即：公开构建产品类的属性，隐藏产品类的其他功能；
• ConcreteBuilder(具体建造者类)：抽象 Builder 类的实现类，实现抽象 Builder 类定义的所有方法，并且返回一个组建好的对象；
• Director(指挥者类)：用于统一组装流程，确定构建我们的类对象具体有哪些模块属性，在实际应用中可以不需要这个角色，直接通过 client 处理。

建造者模式的应用场景：

1）建造者模式在 Java 源码中的体现，较为典型的就是 StringBuilder。

@Overridepublic StringBuilder append(CharSequence s) {    super.append(s);// 实现过程略    return this;}

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建造者模式的完整解析，查看这篇：

详解建造者模式（含图例、UML类图、源码示例等）

通过本文，我们了解并掌握了设计模式中的 5大创建型模式，包括它们的概念、原理、应用场景、优缺点、实现方式等。