Java作为一门优秀的编程语言，在软件开发领域有着广泛的应用，其代码量庞大，如今已超过10亿行。而在Java的开发过程中，设计模式是非常重要的一部分，它可以提高代码的可读性、可维护性、可扩展性和可重用性。

下面介绍Java中常用的三种设计模式及其实例：

1. 单例模式

单例模式是一种只实例化一次的模式，主要应用于线程池、数据库连接池等。Java中可以使用双重校验锁和静态内部类两种方式来实现单例模式。代码实例：

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;
  }
}

2. 工厂模式

工厂模式是一种将实例化过程封装的模式，主要应用于创建对象时需要较多的初始化操作。Java中可以使用简单工厂、工厂方法和抽象工厂三种方式来实现工厂模式。代码实例：

public interface Product {
  void displayInfo();
}
public class ProductA implements Product {
  public void displayInfo() {
    System.out.println("This is product A.");
  }
}
public class ProductB implements Product {
  public void displayInfo() {
    System.out.println("This is product B.");
  }
}
public interface Factory {
  Product createProduct();
}
public class SimpleFactory implements Factory {
  public Product createProduct(String type) {
    Product product = null;
    if (type.equalsIgnoreCase("A")) {
      product = new ProductA();
    } else if (type.equalsIgnoreCase("B")) {
      product = new ProductB();
    }
    return product;
  }
}

3. 观察者模式

观察者模式是一种多个对象间依赖关系的模式，主要应用于当一个对象发生改变时，需要通知其他对象进行相应的操作。Java中可以使用JDK自带的Observable类和Observer接口来实现观察者模式。代码实例：

public class Subject extends Observable {
  private int state;
  public void setState(int state) {
    this.state = state;
    setChanged();
    notifyObservers();
  }
  public int getState()
    return state;
  
}
public class ObserverA implements Observer {
  public void update(Observable o, Object arg) {
    System.out.println("Observer A is notified. State: " + ((Subject)o).getState());
  }
}
public class ObserverB implements Observer {
  public void update(Observable o, Object arg) {
    System.out.println("Observer B is notified. State: " + ((Subject)o).getState());
  }
}

总结：以上三种设计模式在Java中应用十分广泛且常用，掌握这些模式可以提高程序的可复用性和可扩展性。虽然Java代码量庞大，但是使用设计模式可以让代码更简洁、易读、易维护。

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