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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21 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 }
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14 //方法没有同步,调用效率高!
15 public static SingletonDemo1 getInstance(){
16 return instance;
17 }
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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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24 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 }
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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 }
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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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34 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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30 }
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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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29 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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27}
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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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16 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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35 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;
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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:
- 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。
- 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。
- 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)
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