关于java:Java内功心法之设计模式学习二

在上一篇文章简略的解说了设计模式的七大准则和 UML 类图的应用，这篇文章开始学习 23 种设计模式。

一、设计模式类型

设计模式分为三种类型，共 23 种

1) 创立型模式：单例模式、形象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。

2) 结构型模式：适配器模式、桥接模式、装璜模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

3) 行为型模式：模版办法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式（Interpreter 模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。

留神：不同的书籍上对分类和名称略有差异。

二、单例设计模式

1.1 单例设计模式介绍

所谓类的单例设计模式，就是采取肯定的办法保障在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个获得其对象实例的办法(静态方法)。

比方 Hibernate 的 SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创立 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的，个别状况下，一个我的项目通常只须要一个 SessionFactory 就够，这是就会应用到单例模式。

1.2 单例设计模式八种形式

单例模式有八种形式：

1) 饿汉式(动态常量)
2) 饿汉式（动态代码块）
3) 懒汉式(线程不平安)
4) 懒汉式(线程平安，同步办法)
5) 懒汉式(线程平安，同步代码块)
6) 双重查看
7) 动态外部类
8) 枚举

1.2.1 饿汉式（动态常量）

饿汉式（动态常量）利用实例
步骤如下：
1) 结构器私有化 (避免 new)
2) 类的外部创建对象
3) 向外裸露一个动态的公共办法。getInstance
4) 代码实现

package com.atguigu.singleton.type1;

public class SingletonTest01 {public static void main(String[] args) {
    // 测试
    Singleton instance = Singleton.getInstance();
    Singleton instance2 = Singleton.getInstance();    
    System.out.println(instance == instance2); // true
    System.out.println("instance.hashCode=" +  instance.hashCode()); 
    System.out.println("instance2.hashCode=" +  instance2.hashCode());
  }

}


// 饿汉式(动态变量) 
class Singleton {
  //1. 结构器私有化,  内部能 new 
  private Singleton() {}

  //2. 本类外部创建对象实例
  private final static Singleton instance = new Singleton();

  //3. 提供一个私有的静态方法，返回实例对象
  public static Singleton getInstance() {return instance;}
}

➢ 优缺点阐明：
1) 长处：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就实现实例化。防止了线程同步问题。
2) 毛病：在类装载的时候就实现实例化，没有达到 Lazy Loading 的成果。如果从始至终从未应用过这个实例，则会造成内存的节约

3) 这种形式基于 classloder 机制防止了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 办法，然而导致类装载的起因有很多种，因而不能确定有其余的形式（或者其余的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的成果

4) 论断：这种单例模式可用，可能造成内存节约

1.2.2 懒汉式（线程不平安）

package com.atguigu.singleton.type3;


public class SingletonTest03 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懒汉式 1，线程不平安~");
    Singleton instance = Singleton.getInstance(); 
    Singleton instance2 = Singleton.getInstance(); 
    System.out.println(instance == instance2); // true
  
    System.out.println("instance.hashCode=" +  instance.hashCode());   
     System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  }
}


class Singleton {
  private static Singleton instance;
  private Singleton() {}

  // 提供一个动态的私有办法，当应用到该办法时，才去创立 instance
  // 即懒汉式
  public static Singleton getInstance() {if(instance == null) {instance = new Singleton();
  }
  return instance;
 }
}

➢ 优缺点阐明：
1) 起到了 Lazy Loading 的成果，然而只能在单线程下应用。
2) 如果在多线程下，一个线程进入了 if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可应用这种形式
3) 论断：在理论开发中，不要应用这种形式

1.2.3 双重查看

package com.atguigu.singleton.type6;


public class SingletonTest06 {public static void main(String[] args) {System.out.println("双重查看");
    Singleton instance = Singleton.getInstance(); 
    Singleton instance2 = Singleton.getInstance(); 
    System.out.println(instance == instance2); // true
    System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
    
    System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
 
}

}

// 懒汉式(线程平安，同步办法) 
class Singleton {
  private static volatile Singleton instance;
  private Singleton() {}

 // 提供一个动态的私有办法，退出双重查看代码，解决线程平安问题, 同时解决懒加载问题
// 同时保障了效率, 举荐应用


public static synchronized Singleton getInstance() {if(instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if(instance == null) {instance = new Singleton();
      }
   }
  }
   return instance;
 }
}

➢ 优缺点阐明：

1) Double-Check 概念是多线程开发中常应用到的，如代码中所示，咱们进行了两次 if (singleton == null)查看，这样就能够保障线程平安了。
2) 这样，实例化代码只用执行一次，前面再次拜访时，判断 if (singleton == null)，间接 return 实例化对象，也防止的重复进行办法同步.
3) 线程平安；提早加载；效率较高
4) 论断：在理论开发中，举荐应用这种单例设计模式

1.3 单例模式在 JDK 利用的源码剖析

1) 咱们 JDK 中，java.lang.Runtime 就是经典的单例模式(饿汉式)
2) 代码剖析 +Debug 源码 + 代码阐明

1.4 单例模式注意事项和细节阐明

1) 单例模式保障了 零碎内存中该类只存在一个对象，节俭了系统资源，对于一些须要频繁创立销毁的对象，应用单例模式能够进步零碎性能
2) 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住应用相应的获取对象的办法，而不是应用 new

3) 单例模式应用的场景：须要频繁的进行创立和销毁的对象、创建对象时耗时过多或消耗资源过多(即：重量级对象)，但又常常用到的对象、工具类对象、频繁拜访数据库或文件的对象(比方数据源、session 工厂等)