Java设计模式面试题及答案整理(2025最新版)
一、高频设计模式与核心原理
1.单例模式
问题：如何实现线程安全的单例模式？请列举至少三种方式并说明优缺点。
答案：
- 饿汉式：类加载时即创建实例，线程安全但可能浪费内存。
- public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } }
- 双重检查锁（DCL）：延迟加载且线程安全，需用volatile防止指令重排序56。
- public class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) instance = new Singleton(); } } return instance; } }
- 枚举：简洁且天然线程安全，推荐使用610。
- public enum Singleton { INSTANCE; }
应用场景：数据库连接池、日志管理器等重量级对象管理15。
2.工厂模式
问题：工厂模式与抽象工厂模式的区别是什么？
答案：
- 工厂方法：针对单一产品等级结构（如“汽车”），由子类决定实例化哪个类610。
- 抽象工厂：针对多个产品族（如“汽车+轮胎”），提供一个接口创建相关依赖对象59。
代码示例（简单工厂）：
public class PizzaFactory {
public static Pizza createPizza(String type) {
if ("cheese".equals(type)) return new CheesePizza();
else return new VeggiePizza();
}
}应用场景：Spring框架的BeanFactory、JDK的Calendar.getInstance()210。
3.观察者模式
问题：观察者模式在Java中有哪些实际应用？
答案：
- Swing事件监听：按钮点击事件触发多个监听器。
- Spring事件驱动：ApplicationEvent与ApplicationListener实现发布-订阅机制69。
UML核心角色：
- Subject（主题）：维护观察者列表，提供注册/通知方法。
- Observer（观察者）：定义更新接口（如update()）。
4.装饰器模式
问题：装饰器模式与适配器模式的区别？
答案：
- 装饰器：增强对象功能（如Java IO的BufferedReader包装FileReader）46。
- 适配器：转换接口兼容性（如InputStreamReader将字节流转为字符流）410。
代码示例（装饰器）：
public class BufferedLogger implements Logger {
private Logger logger;
public BufferedLogger(Logger logger) { this.logger = logger; }
@Override
public void log(String message) {
String bufferedMsg = "[Buffered] " + message;
logger.log(bufferedMsg);
}
}二、设计原则与实战应用
1.SOLID原则
- 单一职责原则：一个类只负责一项功能（如订单管理类拆分状态处理与支付逻辑）15。
- 开闭原则：通过扩展而非修改实现新功能（如策略模式动态替换算法）46。
- 依赖倒置：高层模块依赖抽象（接口），而非具体实现（如Spring依赖注入）510。
2.Spring框架中的设计模式
- 原型模式：@Scope("prototype")注解实现Bean多例1。
- 代理模式：AOP基于动态代理（JDK/CGLib）实现日志、事务管理59。
- 模板方法模式：JdbcTemplate封装数据库操作流程，子类实现具体步骤58。
三、面试进阶问题
1.如何设计一个支持多状态的订单系统？
答案：
- 状态模式：将订单状态抽象为独立类（如OrderState接口），每个状态实现具体行为（审核、发布、抢单）。
- 优势：消除if-else分支，新增状态只需扩展新类，符合开闭原则15。
public interface OrderState {
void handle(OrderContext context);
}
public class ReviewedState implements OrderState {
@Override
public void handle(OrderContext context) {
context.setState(new PublishedState());
}
}2.解释器模式的应用场景？
答案：
- 定义：用于解析特定语法规则（如SQL解析、正则表达式）。
- Spring中的应用：SpEL（Spring Expression Language）解析表达式14。
四、总结与学习建议
- 高频考点：单例、工厂、观察者、装饰器模式及SOLID原则。
- 实战结合：结合Spring源码理解模式应用（如AOP、Bean作用域）。
- 避坑指南：避免过度设计，根据场景选择模式（如简单场景用工厂，复杂场景用抽象工厂）。
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参考来源：
- CSDN：Java设计模式面试题整理1
- Java设计模式11道常见面试题2
- 阿里P9架构师推荐资源3