1、单例模式
单例模式的八种方式:饿汉式(静态常量)、饿汉式(静态代码块)、懒汉式(线程不安全)、懒汉式(线程安全,同步方法)、懒汉式(线程不安全,同步代码块)、双重检查、静态内部类、枚举
1):饿汉式(静态常量)
构造器私有化,类的内部创建对象,向外暴露一个静态的公共方法
package com.singleModel.test1;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private final static Singleton instance = new Singleton();
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
优点:这种写法比较简单,就是在类装载的时候就完成实例化,避免了线程同步问题
缺点:(1)在类装载的时候就完成实例化,没有达到lazy loading的效果,如果从始至终从未使用过这个实例,则会造成内存的浪费。
(2)这种方式基于classLoader机制避免了多线程的同步问题,不过,instance在类装载的时候就实例化,在单例模式中大多数都是调用instance方法,但是导致类装载的原因有很多种,因此不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果。
结论:这种单例模式可用,可能造成内存浪费。
2):饿汉式(静态代码块)
package com.singleModel.test02;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private final static Singleton instance;
static {
instance = new Singleton();
}
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
优缺点说明:
这种方式和上面的方式其实类似,只不过将实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化的实例。优缺点和上面也是一样的。
结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费。
3)懒汉式(线程不安全)
package com.singleModel.test03;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private static Singleton instance;
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优缺点说明:
起到了lazy loading的效果,但是只能在单线程下使用,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使用这种模式。
结论:在实际开发中,不要使用这种方式。
4):懒汉式(线程安全,同步方法)
package com.singleModel.test04;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private static Singleton instance;
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优缺点分析:
解决了线程不安全的问题,效率太低了,每个线程在想获得类的实例的时候,执行getInstance()方法否要进行同步,而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的相获得该实例,直接return就行了,方法进行同步效率太低。
结论:在实际开发中,不推荐使用这种方式
5)懒汉式(线程不安全,同步代码块)
package com.singleModel.test05;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private static Singleton instance;
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (Singleton.class){
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明:
这种方式,本意是想对第四种实现方式的改进,因为前面同步方法效率太低,改为同步产生实例化的代码块,但是这种不同步并不能起到线程同步的作用,跟第三种实现方式遇到的情形一样,假如一个线程进入了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,这时便会产生过个实例。
结论:在实际开发中,不能使用这种方式。
6)双重检查
package com.singleModel.test06;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类内部创建实例对象
private static volatile Singleton instance;
//3、提供一个公有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (Singleton.class){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明:
Double-Check概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次if(singleton == null)检查,这样就可以保证线程安全了
这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断if(singleton == null),直接return实例化对象,也避免了反复进行方法同步,线程安全,延迟加载,效率较高
结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式。
7):静态内部类
package com.singleModel.test07;
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance02 = Singleton.getInstance();
Singleton instance01 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
class Singleton{
//1、构造器私有化
private Singleton() {
}
//2、本类北部创建实例对象
private static volatile Singleton instance;
//3.在Singleton装载的时候,静态内部类不会被装载,从而实现懒加载
private static class SingletonInstance{
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//JVM在装载类的时候 是线程安全的
public static Singleton getInstance(){
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程,静态内部类方式在Singleton被装载是并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用getInstance方法,才会装载SinglrtonInstance类,从而完成Singleton的实例化,类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。
优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高。
结论:推荐使用
8)枚举
package com.singleModel.test08;
public class Test08 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance = Singleton.instance;
Singleton instance1 = Singleton.instance;
System.out.println(instance == instance1);
System.out.println(instance.hashCode());
System.out.println(instance1.hashCode());
}
}
enum Singleton{
instance;
public void method(){
System.out.println("hello~");
}
}
借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例对象,不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式。
结论:推荐使用
单例模式注意事项和细节说明:
单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能,当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用响应的获取对象的方法,而不是使用new
单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁对象,创建对象耗时过多或耗费资源过多(即:重量级对象),但又经常用到的对象,工具类对象,频繁访问数据库或者文件的对象(比如数据源,session工厂等)
2、工厂模式
package com.factoryModel;
public abstract class Pizza {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
//准备元材料,不同的披萨做法不一样,所以做成抽象方法
public abstract void prepare();
public void bake(){
System.out.println(name + "is bake");
}
public void cut(){
System.out.println(name + "is cut");
}
public void box(){
System.out.println(name + "is box");
}
}
package com.factoryModel;
public class CheesePizza extends Pizza {
public void prepare() {
System.out.println("制作奶酪披萨准备原材料");
}
}
package com.factoryModel;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class OrderPizza {
public OrderPizza() {
Pizza pizza = null;
String orderType;
do {
orderType = getType();
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("cheese");
}else if (orderType.equals("greece")){
pizza = new GreecePizza();
pizza.setName("greece");
} else {
break;
}
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
}while (true);
}
private String getType(){
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input is ");
try {
String readLine = bufferedReader.readLine();
return readLine;
} catch (IOException e) {
return "";
}
}
}
package com.factoryModel;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza();
}
}
传统方式的优缺点:
优点:比较好理解,简单易操作
缺点:违反了设计模式的ocp原则。即对扩展开放,对修改关闭,当我们给类新增加功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能减少修改代码。
1)简单工厂模式:
简单工厂模式是属于创建型模式,是工厂模式的一种,简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例,简单工厂模式是工厂模式家族中最简单使用的模式,
简单工厂模式:定义了一个创建对象的类,由这个类来封装实例化对象的行为。
在软件开发中,当我们会用到大量的创建某种、某类或者某批对象时,就会使用到工厂模式。
package com.factoryModel.simpleFactory;
import com.factoryModel.CheesePizza;
import com.factoryModel.GreecePizza;
import com.factoryModel.Pizza;
public class SimpleFactory {
//增加orderType,返回对应的Pizza对象
public Pizza createPizza(String orderType){
Pizza pizza = null;
System.out.println("使用简单工厂模式");
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new CheesePizza();
pizza.setName("cheese");
}else if (orderType.equals("greece")){
pizza = new GreecePizza();
pizza.setName("greece");
}
return pizza;
}
}
package com.factoryModel.simpleFactory;
import com.factoryModel.Pizza;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class OrderPizza {
SimpleFactory simpleFactory;
//构造器
public OrderPizza(SimpleFactory simpleFactory) {
setFactory(simpleFactory);
}
public void setFactory(SimpleFactory simpleFactory){
String orderType = "";
this.simpleFactory = simpleFactory;
do {
orderType = getType();
Pizza pizza = this.simpleFactory.createPizza(orderType);
if( pizza != null){
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
}else{
System.out.println("订购失败");
break;
}
}while (true);
}
private String getType(){
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input is ");
try {
String readLine = bufferedReader.readLine();
return readLine;
} catch (IOException e) {
return "";
}
}
}
package com.factoryModel.simpleFactory;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza(new SimpleFactory());
}
}
- 工厂方法模式
工厂方法模式定义了一个创建对象的抽象方法,由子类决定要实例化的类,工厂方法模式将对象的实例化推迟到子类。
package com.factoryModel.methodFactory;
public abstract class Pizza {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
//准备元材料,不同的披萨做法不一样,所以做成抽象方法
public abstract void prepare();
public void bake(){
System.out.println(name + "is bake");
}
public void cut(){
System.out.println(name + "is cut");
}
public void box(){
System.out.println(name + "is box");
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class BJCheesePizza extends Pizza {
public void prepare() {
setName("北京奶酪披萨");
System.out.println("北京的奶酪准备原材料");
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class BJPepperPizza extends Pizza {
public void prepare() {
setName("北京胡椒披萨");
System.out.println("北京的胡椒准备原材料");
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class LDCheesePizza extends Pizza {
public void prepare() {
setName("伦敦奶酪披萨");
System.out.println("伦敦的奶酪准备原材料");
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class LDPepperPizza extends Pizza {
public void prepare() {
setName("伦敦胡椒披萨");
System.out.println("伦敦的胡椒准备原材料");
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class BJOrderPizza extends OrderPizza{
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new BJCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")){
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class LDOrderPizza extends OrderPizza {
Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new LDCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")){
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.factoryModel.methodFactory;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
//new BJOrderPizza();
new LDOrderPizza();
}
}
- 抽象工厂模式
抽象工厂模式定义了一个interface用于创建相关或有依赖关系的对象簇,而无需指明具体的类。
抽象工厂模式可以将简单工厂模式和工厂方法模式进行整合。从设计层面看,抽象工厂模式就是对简单工厂模式的改进(或者称进一步的抽象),将工厂抽象成两层,AbsFactory(抽象工厂)和具体实现的工厂子类,程序员可以根据创建对象类型使用对应的工厂子类,这样将单个的简单工厂类变成了工厂簇,更利于代码的的维护和扩展。
package com.factoryModel.absFactory.order;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.Pizza;
public interface AbsFactory {
public Pizza createPizza(String orderType);
}
package com.factoryModel.absFactory.order;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.BJCheesePizza;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.BJPepperPizza;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.Pizza;
public class BJFactory implements AbsFactory {
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new BJCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")){
pizza = new BJPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.factoryModel.absFactory.order;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.LDCheesePizza;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.LDPepperPizza;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.Pizza;
public class LDFactory implements AbsFactory {
public Pizza createPizza(String orderType) {
Pizza pizza = null;
if(orderType.equals("cheese")){
pizza = new LDCheesePizza();
}else if(orderType.equals("pepper")){
pizza = new LDPepperPizza();
}
return pizza;
}
}
package com.factoryModel.absFactory.order;
import com.factoryModel.absFactory.pizza.Pizza;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class OrderPizza {
AbsFactory factory;
public OrderPizza(AbsFactory factory) {
setFactory(factory);
}
private void setFactory(AbsFactory factory){
Pizza pizza = null;
String orderType = "";
this.factory = factory;
do {
orderType = getType();
pizza =factory.createPizza(orderType);
if(pizza != null){
pizza.prepare();
pizza.bake();
pizza.cut();
pizza.box();
}else{
System.out.println("订购失败");
break;
}
}while (true);
}
private String getType(){
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("input is ");
try {
String readLine = bufferedReader.readLine();
return readLine;
} catch (IOException e) {
return "";
}
}
}
package com.factoryModel.absFactory.order;
public class PizzaStore {
public static void main(String[] args) {
new OrderPizza(new BJFactory());
}
}
工厂模式小结:
(1)工厂模式的意义:将实例化对象的代码提取出来,放到一个类中统一管理和维护,达到和主项目的依赖关系的解耦,从而提高项目的扩展和维护性。
(2)三种工厂模式:简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式
(3)设计模式的依赖抽象原则
创建对象实例时,不要直接new类,而是把这个new类的动作放在一个工厂的方法中,并返回。有的书上说,变量不要直接持有具体类的引用。
不要让类继承具体类,而是继承抽象类或者是实现interface(接口)
不要覆盖基类中已经实现的方法。