Java设计模式面试题及答案解析：高频考点与实战技巧
在Java面试中，设计模式是考察候选人代码设计能力的核心内容。本文整理了10个高频设计模式面试题及答案，涵盖单例模式、工厂模式、观察者模式等经典问题，并结合百度SEO优化要求，提供结构化、高价值的内容。
一、单例模式
问题1：如何实现线程安全的单例模式？
答案：
双重检查锁（DCL）：
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;
}
}
volatile防止指令重排序，确保对象状态可见性。
同步块仅在首次初始化时执行，提升性能911。
问题2：单例模式的优缺点是什么？
答案：
优点：节省资源，避免重复创建耗时对象（如数据库连接池）。
缺点：破坏封装性，单例对象难以测试和扩展612。
二、工厂模式
问题3：工厂模式的核心作用是什么？
答案：
解耦对象创建与使用：通过工厂类统一管理对象实例化，降低客户端代码对具体类的依赖。
示例：
public class ShapeFactory {
public Shape getShape(String type) {
if (type.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) return new Circle;
if (type.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) return new Rectangle;
return null;
}
}
适用于产品族或等级结构复杂的场景610。
问题4：工厂模式与抽象工厂模式的区别？
答案：
工厂模式：创建单一产品族（如Shape）。
抽象工厂模式：创建多个相关产品族（如GUI组件的Windows/Linux实现）1012。
三、观察者模式
问题5：观察者模式的典型应用场景？
答案：
事件驱动系统：如Swing的事件监听、消息队列的发布-订阅机制。
实现代码：
public class Subject {
private List<Observer> observers = new ArrayList<>;
public void addObserver(Observer o) { observers.add(o); }
public void notifyObservers { observers.forEach(Observer::update); }
}
主体（Subject）维护观察者列表，状态变化时主动通知911。
四、装饰器模式
问题6：Java IO中如何体现装饰器模式？
答案：
BufferedReader装饰InputStreamReader：
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(fileInputStream));
动态添加缓冲功能，符合“开闭原则”611。
五、其他高频问题
问题7：适配器模式与代理模式的区别？
答案：
适配器模式：解决接口不兼容问题（如旧系统对接新接口）。
代理模式：控制对象访问（如远程代理、安全代理）610。
问题8：模板方法模式的核心思想？
答案：
定义算法骨架：抽象类定义方法步骤，子类实现具体细节。
public abstract class AbstractClass {
public final void templateMethod {
step1;
step2;
}
protected abstract void step1;
protected abstract void step2;
}
适用于框架设计，如JUnit测试执行流程1012。
六、SEO优化技巧
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