设计模式之创建型模式

释放双眼,带上耳机,听听看~!

设计模式可分为三种:创建型模式、结构型模式和行为型模式

  • 创建型模式是什么?

       简单来说就是帮我们
创建对象的

  • **创建模式又有:

单例模式、工厂模式、建造者模式和原型模式**

单例模式

  **  核心作用**:
保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点

**    优点**:– 由于单例模式只生成一个实例,
减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决 ;

              – 单例模式可以在系统设置全局的访问点,
优化环共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。

**    实现单例模式的5种方式:**

  •     饿汉式:线程安全,调用效率高,不能延时加载

(ps:
饿汉式单例模式代码中,static变量会在类装载时初始化,此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类,肯定不会发生并发访问的问题。因此,可以省略synchronized关键字。
问题:如果只是加载本类,而不是要调用getInstance(),甚至永远没有调用,则会造成资源浪费!


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1package com.zxw.singleton;
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3/**
4 * 测试饿汉式单例模式
5 */
6public class SingletonDemo1 {
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8   //类初始化时,立即加载这个对象(没有延时加载的优势)。加载类时,天然的是线程安全的!
9   private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();  
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11  private SingletonDemo1(){
12  }
13 
14  //方法没有同步,调用效率高!
15  public static SingletonDemo1  getInstance(){
16      return instance;
17  }
18 
19}
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  •     懒汉式:线程安全,调用效率低(因为方法同步),能延时加载

(ps:问题 资源利用率高了。但是,每次调用getInstance()方法都要同步,并发效率较低。 )


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1package com.zxw.singleton;
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3/**
4 * 测试懒汉式单例模式
5 */
6public class SingletonDemo2 {
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8   //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)。
9   private static SingletonDemo2 instance;  
10 
11  private SingletonDemo2(){ //私有化构造器
12  }
13 
14  //方法同步,调用效率低!
15  public static  synchronized SingletonDemo2  getInstance(){
16      if(instance==null){
17          instance = new SingletonDemo2();
18      }
19      return instance;
20  }
21 
22}
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  •     双重检测锁式:线程安全,调用效率高(只是比懒汉式好),能延时加载,

由于JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题。不建议使用


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1package com.zxw.singleton;
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3/**
4 * 双重检查锁实现单例模式(不推荐使用)
5 */
6public class SingletonDemo3 {
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8    private static SingletonDemo3 instance = null;
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10    public static SingletonDemo3 getInstance() {
11        if (instance == null) {
12            SingletonDemo3 sc;
13            synchronized (SingletonDemo3.class) {
14                sc = instance;
15                if (sc == null) {
16                    synchronized (SingletonDemo3.class) {
17                        if (sc == null) {
18                            sc = new SingletonDemo3();
19                        }
20                    }
21                    instance = sc;
22                }
23            }
24        }
25        return instance;
26    }
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28    private SingletonDemo3() {
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32}
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  •     静态内部类式:线程安全,调用效率高,能延时加载

(
外部类没有static属性,则不会像饿汉式那样立即加载对象.只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程 安全的。 instance是static final类型,保证了内存中只有这样一个实例存在,而且只能被赋值一次,从而保证了线程安全性。
兼备了并发高效调用和延迟加载的优势
!)


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1package com.zxw.singleton;
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3/**
4 * - 外部类没有static属性,则不会像饿汉式那样立即加载对象。
5 * – 只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。
6 *   instance是static final 类型
7 *   保证了内存中只有这样一个实例存在,而且只能被赋值一次,从而保证了线程安全性.
8 * – 兼备了并发高效调用和延迟加载的优势!
9 *
10 *  * 测试静态内部类实现单例模式
11 *  * 这种方式:线程安全,调用效率高,并且实现了延时加载!
12 */
13public class SingletonDemo4 {
14    //静态内部类
15    private static class SingletonClassInstance{
16        private static final SingletonDemo4 instance=new SingletonDemo4();
17    }
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19    public static SingletonDemo4 getInstance(){
20        return SingletonClassInstance.instance;
21    }
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23    private SingletonDemo4(){
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  •     枚举单例:线程安全,调用效率高,不能延时加载

(可以避免通过反射和反序列的方式破坏单例)


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1package com.zxw.singleton;
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3/**
4 * 线程安全,调用效率高,不能延时加载
5 */
6public enum  SingletonDemo5 {
7    //定义一个枚举元素 代表一个单例
8     INSTANCE;
9     //单例可以有自己的操作
10     public void singletonOperation(){
11         //功能处理
12     }
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14}
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除了枚举方式,其他方式可以通过反射和反序列化来破坏单例,我们可以这样做:


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1package com.zxw.singleton;
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3import java.io.ObjectStreamException;
4import java.io.Serializable;
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6/**
7 * 测试懒汉式单例模式(如何防止反射和反序列化漏洞)
8 *
9 */
10public class SingletonDemo6 implements Serializable {
11  //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)。
12  private static SingletonDemo6 instance;  
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14  private SingletonDemo6(){ //私有化构造器
15      if(instance!=null){
16          throw new RuntimeException();
17      }
18  }
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20  //方法同步,调用效率低!
21  public static  synchronized SingletonDemo6  getInstance(){
22      if(instance==null){
23          instance = new SingletonDemo6();
24      }
25      return instance;
26  }
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28  //反序列化时,如果定义了readResolve()则直接返回此方法指定的对象。而不需要单独再创建新对象!
29  private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
30      return instance;
31  }
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33}
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所以这么多种方式,我们要怎么抉择呢?

   如果单例对象占用资源少,且需要延时,静态内部类方式比懒汉式要好;

   如果单例对象占用资源大,且不需要延时,枚举方式比饿汉式要好。

 

工厂模式

(工厂模式实现了创建者和调用者的分离)

• 核心本质:

– 实例化对象,用工厂方法代替new操作。

– 将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类
解耦

 

• 这里需要简单说下面向对象设计的原则:

  1. OCP(开闭原则,Open-Closed Principle):一个软件的实体应当对扩展开放,对修改关闭。
  2. DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle):要针对接口编程不要针对实现编程。
  3. LoD(迪米特法则,Law of Demeter):只与你直接的朋友通信,而避免和陌生人通信。

• 工厂模式可分为3种:
简单工厂、工厂方法、抽象工厂

– 简单工厂模式(不满足OCP原则,但实际使用最多)

• 用来生产同一等级结构中的任意产品。(对于增加新的产品,需要修改已有代码)

– 工厂方法模式(弥补了简单工厂不满足OCP原则,但是并不实用)

• 用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持增加任意产品)

– 抽象工厂模式

• 用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力;支持增加产品族)

 

 

建造者模式

建造模式的本质:****

– 分离了对象子组件的单独构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。 从而可以构造出复杂的对象。

   这个模式适用于:
某个对象的构建过程复杂的情况下使用。

– 由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器,相同的装配,也可以做出不同的对象;

   相同的构建器,不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是
实现了构建算法、装配算法的解耦,实现了更好的复用。

 

 

原型模式

         原型模式实现方式:
Cloneable接口和clone方法

         创建对象,通过new创建,需要非常繁琐的数据准备或访问权限,这个时候就可以使用原型模式(就是克隆)

克隆,又有
浅克隆和
深克隆

• 浅克隆存在的问题

– 被复制的对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

• 深克隆如何实现?

– 深克隆把引用的变量指向复制过的新对象,而不是原有的被引用的对象。

– 深克隆:让已实现Clonable接口的类中的属性也实现Clonable接口

– 基本数据类型和String能够自动实现深度克隆(值的复制)

设计模式之创建型模式

 

 

创建型模式总结

– 单例模式

• 保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点。

 

– 工厂模式

• 简单工厂模式

– 用来生产同一等级结构中的任意产品。(对于增加新的产品,需要修改已有代码)

• 工厂方法模式

– 用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持增加任意产品)

• 抽象工厂模式

– 用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力;支持增加产品族)

 

– 建造者模式

• 分离了对象子组件的单独构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。 从而可以构造出复杂的对象。

 

– 原型模式

• 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,则可以使用原型模式

 

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