全部模式
46 个生产验证的编程模式，按类别组织。每个都包含交互式可视化、多语言实现、练习和精确源码链接。
数据结构
| 模式 | 一句话描述 | 来源 |
|---|---|---|
| 位掩码 (Bitmask) | 将 N 个标志压缩到一个整数，O(1) 检查任意组合 | React, Linux |
| 最小堆 (Min Heap) | O(1) 查看最高优先级，O(log n) 插入/删除 | React, Linux CFS |
| 环形缓冲区 (Ring Buffer) | 固定大小循环队列，零分配 | LMAX, Linux |
| Trie 前缀树 | O(k) 前缀查找，共享前缀共享节点 | Linux FIB, Redis |
| 跳表 (Skip List) | 概率 O(log n) 有序结构 | Redis, LevelDB |
| 布隆过滤器 (Bloom Filter) | 概率集合判存，零漏判 | LevelDB, Chromium |
| LRU 缓存 | 淘汰最少使用，O(1) get/put | groupcache, Linux |
| B+ 树 | 高扇出平衡树，叶链支持范围扫描 | PostgreSQL, SQLite |
| 标签联合体 (Tagged Union) | 类型标签 + 联合体安全分发 | Godot, PyTorch |
| 默克尔树 (Merkle Tree) | 哈希逐层上推实现 O(log n) 完整性证明 | Git, ZFS |
| 合并迭代器 (Merge Iterator) | 最小堆实现 K 路合并 | LevelDB, RocksDB |
并发
| 模式 | 一句话描述 | 来源 |
|---|---|---|
| 信号量 (Semaphore) | 计数器限制并发访问 | Linux, Go |
| Actor 模型 | 私有状态+信箱，无共享内存 | Akka, Erlang |
| 工作窃取 (Work Stealing) | 空闲线程从繁忙队列窃取 | Go, Tokio |
| MVCC | 版本化行让读者永不阻塞写者 | PostgreSQL, etcd |
| 协作调度 | 在工作块间让出控制权保持响应 | React, Go |
| 双缓冲 (Double Buffering) | 交换两份副本实现原子更新 | React Fiber, GPU |
| 背压 (Backpressure) | 消费者跟不上时减慢生产者 | Node.js, Reactive |
| 事件循环 (Event Loop) | 单线程 I/O 多路复用 | libuv, Redis |
| 逻辑时钟 (Logical Clock) | 无需墙钟排序事件 | etcd, LevelDB |
系统
| 模式 | 一句话描述 | 来源 |
|---|---|---|
| 熔断器 (Circuit Breaker) | 停止调用故障服务，快速失败 | Hystrix, gobreaker |
| 限流器 (Rate Limiter) | 令牌桶控制吞吐量 | Go, Nginx |
| 指数退避重试 (Retry) | 失败时指数延迟 + 抖动 | K8s, gRPC |
| 预写日志 (WAL) | 应用前先记录变更，崩溃安全 | etcd, PostgreSQL |
| 批处理 (Batch Processing) | 累积操作批量执行 | Kafka, React |
| 一致性哈希 | 增删节点只重映射 ~1/n 的键 | groupcache, HAProxy |
| 依赖图 (Dependency Graph) | DAG + 拓扑排序 | Cargo, pnpm |
| 中间件链 (Middleware Chain) | 可组合的前/后处理器 | gRPC, Koa |
| 注册表 (Registry) | 按名注册，运行时发现 | TensorFlow, gRPC |
| 脏标记 (Dirty Flag) | 变更时标脏，按需重算 | Chromium, React |
| LSM 树 | 写入缓冲在内存，刷入磁盘有序文件 | LevelDB, RocksDB |
| 检查点 (Checkpointing) | 周期快照，从检查点恢复 | PostgreSQL, Redis |
内存
| 模式 | 一句话描述 | 来源 |
|---|---|---|
| 对象池 (Object Pool) | 预分配复用避免 GC | Go sync.Pool, Godot |
| 享元 (Flyweight) | 跨使用方共享不可变对象 | Python 整数缓存, V8 |
| Arena 分配器 | 区域内推进指针分配，一次性释放 | bumpalo, Go |
| 空闲链表 (Free List) | 链表已释放槽位 O(1) 分配/释放 | Go runtime, Linux |
| 写时复制 (Copy-on-Write) | 引用共享，修改时才复制 | Git, Rust Cow |
| 引用计数 (Reference Counting) | 零引用自动清理 | CPython, Rust Arc |
| 墓碑 (Tombstone) | 标记删除，后台回收 | LevelDB, Cassandra |
| 驻留 (Interning) | 去重不可变值，指针等值判断 | Rust 编译器, CPython |
行为型
| 模式 | 一句话描述 | 来源 |
|---|---|---|
| 状态机 (State Machine) | 显式状态，不可能转换不可表达 | XState, Linux TCP |
| 观察者 (Observer) | 订阅事件，解耦生产消费 | EventEmitter, Redux |
| 迭代器 (Iterator) | 惰性序列，零中间分配 | Rust, Python |
| 差异/补丁 (Diff/Patch) | 计算两个状态间最小变更 | React, Git |
| 虚函数表 (Vtable) | 函数指针结构体实现多态 | Linux 内核, CPython |
| 访问者 (Visitor) | 对树节点分发类型特定回调 | LLVM, Vue |