关于后端:设计模式之单例和原型

明天这篇文章咱们来学习创立型设计模式的另外两个孪生兄弟，单例和原型，其中原型设计模式中咱们深刻到 JVM 的内存模型，最初顺便谈谈 Java 中的值传递和援用传递。

上篇文章老王买产品 咱们从最原始的根本实现办法，到简略（动态）工厂，而后应用工厂办法设计模式进行革新，最初思考产品会产生变体，咱们又扩大到了形象工厂。

设计模式所有的相干代码均已上传到码云 读者能够自行下载学习测试。

一、引出问题

明天老王又来了，还是想买咱们的产品，明天老王上老就提出来一个要求，当他购买产品的时候，每次都要从货架上给他拿雷同的一个。

如果用传统实现形式，当老王拿到产品当前，间接和上一个比对一下就行了，如果不统一老王就还回来。

但通过咱们查阅软件的七大设计准则，这很显著违反了依赖倒置准则，为了防止耦合和让代码更易于保护，老王是不能依赖具体产品的。

二、单例

咱们就须要将产品比对在创立产品的时候进行判断，老王就只管拿。

老王来之前应该还有两种状况，一种就是老王还没来，产品就筹备好了，也即饿汉式。第二种就是老王什么时候来，什么时候给他筹备产品，也即懒汉式。

咱们看具体的实现代码：

懒汉式：

/**
 * 懒汉式
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class LazySingletonProduct {

    private static volatile LazySingletonProduct instance=null;

    private LazySingletonProduct(){}

    public static synchronized LazySingletonProduct getInstance(){if (instance==null){instance=new LazySingletonProduct();

        }
        return instance;
    }

饿汉式：

/**
 * 饿汉式
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class HungrySingletonProduct {private static volatile HungrySingletonProduct instance=new HungrySingletonProduct();

    private HungrySingletonProduct(){};

    public static synchronized HungrySingletonProduct getInstance(){if (instance==null){instance=new HungrySingletonProduct();
        }
        return instance;
    }
}

老王类：

/**
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class Client {public static void main(String[] args) {HungrySingletonProduct instance1 = HungrySingletonProduct.getInstance();
        HungrySingletonProduct instance2 = HungrySingletonProduct.getInstance();

        if (instance1==instance2){System.out.println("我俩一样...");
        }else {System.out.println("我俩不一样...");
        }
    }
}

以上就是单例设计模式中的懒汉式和饿汉式，应该是设计模式中最简略的一个，了解起来难度也不大。

为了克服老王和他儿子小王一起来拿错的难堪，咱们在办法上加 synchronized 锁，对象援用上加 volatile 共享变量，但这样会带来效率问题，如果不思考多线程需要，读者可自行去掉。

三、原型

老王明天很显著是找茬，他持续说，如果我不想要一个了，我要每次买都要不同的，你看着办。

每次创立产品都要不同的，传统的形式必定就是从新 new 一个对象，但每创立一个对象都是一个简单的过程，而且这样还会带来肯定的代码冗余。

这就须要用到创立型设计模式中的原型模式中的拷贝，其中又分为浅拷贝和深拷贝。

咱们先看基本概念。

• 浅克隆：创立一个新对象, 对象种属性和原来对象的属性完全相同, 对于非根本类型属性仍指向原有属性所指向的内存地址
• 深克隆：创立一个新对象, 属性中援用类型也会被克隆, 不再指向原来属性所指向的内存地址

这段意思也就是，老王购买产品的时候，如果产品都是根本数据类型（byte（位）、short（短整数）、int（整数）、long（长整数）、float（单精度）、double（双精度）、char（字符）和 boolean（布尔值））和 String, 那么咱们就应用浅拷贝。

如果产品包含别的产品（对象）的援用类型就要应用深拷贝。

如果想搞明确，为什么造成深拷贝和浅拷贝这个问题，咱们就要重点说说 JVM 的内存模型。

咱们申明一个根本数据类型的变量 a =2，实际上是在栈中间接存储了一个 a =2，当拷贝的时候间接把值拷贝过来，也就是间接有了一份 a 的正本。

当咱们创立一个对象时 Student stu=new Student()，实际上对象的值存储在堆中，在栈中只寄存了 stu=” 对象地址 ”，stu 指向了堆中的地址，jvm 拷贝的时候只复制了栈中的地址，实际上他们堆中的对象还是一个。

咱们再来看 String 类型。String 存在于堆内存、常量池；这种比拟非凡, 传递是援用地址；由自身的 final 性, 每次赋值都是一个新的援用地址，原对象的援用和正本的援用互不影响。因而 String 就和根本数据类型一样, 体现出了 ” 深拷贝 ” 个性。

咱们具体看实现代码：

浅拷贝类：

/**
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class ShallowProduct implements Cloneable{

    private String name;

    private int num;

    public void show(){System.out.println("这是浅产品..."+name+"数量："+num);
    }

    public String getName() {return name;}

    public ShallowProduct setName(String name) {
        this.name = name;
        return this;
    }

    public int getNum() {return num;}

    public ShallowProduct setNum(int num) {
        this.num = num;
        return this;
    }

    @Override
    public ShallowProduct clone() throws CloneNotSupportedException {return (ShallowProduct) super.clone();}
}

如果须要哪个对象浅拷贝，须要该对象实现 Cloneable 接口，并重写 clone() 办法。

public void shallowTest()throws CloneNotSupportedException{ShallowProduct product1=new ShallowProduct();
    ShallowProduct product2 = product1.clone();
    product1.setName("老王");
    product2.setName("老李");

    product1.setNum(1);
    product2.setNum(2);

    product1.show();

    product2.show();}

调用时输入的对象中的值间接就是两个不同的对象，实现了对象的浅拷贝。

如果该对象中包含援用类型呢? 那怎么实现呢。

其实原理上也是很简略的，只须要将非根本数据类型也像浅拷贝那样操做就行了，而后在以后 clone() 办法中，调用非根本数据类型的 clone() 办法

深拷贝援用类：

/**
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class Child implements Cloneable{

    private String childName;

    public String getChildName() {return childName;}

    public Child setChildName(String childName) {
        this.childName = childName;
        return this;
    }

    @Override
    protected Child clone() throws CloneNotSupportedException {return (Child) super.clone();}
}

深拷贝类：

/**
 * @author tcy
 * @Date 29-07-2022
 */
public class DeepProduct implements Cloneable{

    private String name;

    private Integer num;

    private Child child;
    public String getName() {return name;}

    public DeepProduct setName(String name) {
        this.name = name;
        return this;
    }

    public Integer getNum() {return num;}

    public DeepProduct setNum(Integer num) {
        this.num = num;
        return this;
    }

    public void show(){System.out.println("这是深产品..."+name+"数量："+num+"包含 child:"+child.getChildName());
    }


    @Override
    public DeepProduct clone() throws CloneNotSupportedException {DeepProduct clone = (DeepProduct) super.clone();
        clone.child=child.clone();
        return clone;
    }

    public Child getChild() {return child;}

    public DeepProduct setChild(Child child) {
        this.child = child;
        return this;
    }
}

咱们测试一下对象中的值是否产生了扭转。

public void deepTest() throws CloneNotSupportedException {DeepProduct product1=new DeepProduct();
    Child child=new Child();
    child.setChildName("老王 child");

    product1.setName("老王");
    product1.setNum(1);
    product1.setChild(child);

    //--------------
    DeepProduct product2=product1.clone();
    product2.setName("老李");
    product2.setNum(2);
    product2.getChild().setChildName("老李 child");

    product1.show();
    product2.show();}

老李、老王都正确的输入了，阐明实现没有问题。

这样就合乎了老王的要求。

既然说到了 jvm 的内存模型，就有必要说一下 java 中的值传递和援用传递。

实际上 java 应该就是值传递，在调用办法的时候，如果参数是根本数据类型，那么传递的就是正本，咱们在办法中无论怎么给他赋值，他本来的值都不会有变动。

在调用办法的时候，如果参数是援用数据类型，那么传递的就是这个对象的地址，咱们在办法中批改这个对象都会影响他本来的对象。

造成这个景象的起因其实是和浅拷贝、深拷贝的原理是一样的，都是栈、堆内存的构造导致的。

老王看他的要求都满足了，最初称心如意的拿着产品走了。