1.常見設計模式入門系列之單例模式篇

一、設計模式常用的七大原則有:

1) 單一職責原則  一個類只負責一項職責;提高類的可讀性,可維護性

2) 接口隔離原則 即一個類對另一個類的依賴 應該建立在最小的接口上

3) 依賴倒轉(倒置)原則  高層模塊不應該依賴低層模塊,二者都應該依賴其抽象;依賴倒轉(倒置)的中心思想是面向接口編程

4) 里氏替換原則 在使用繼承時,遵循里氏替換原則,在子類中儘量不要重寫父類的方法;在適當的情況下,可 以通過聚合,組合,依賴 來解決問題。.

5) 開閉原則 類,模塊和函數應該對擴展開放(對提供方),對修改關閉(對使用 方)。用抽象構建框架,用實現擴展細節;當軟件需要變化時,儘量通過擴展軟件實體的行爲來實現變化,而不是通過修改已 有的代碼來實現變化。

6) 迪米特法則 (最少知道原則)  迪米特法則的核心是降低類之間的耦合

7) 合成複用原則 原則是儘量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承

總結:

1) 找出應用中可能需要變化之處,把它們獨立出來,不要和那些不需要變化的代 碼混在一起。

2) 針對接口編程,而不是針對實現編程。

3) 爲了交互對象之間的松耦合設計而努力

二、設計模式分爲三種類型,共23種

1) 創建型模式:單例模式、抽象工廠模式、原型模式、建造者模式、工廠模式。

2) 結構型模式:適配器模式、橋接模式、裝飾模式、組合模式、外觀模式、享 元模式、代理模式。

3) 行爲型模式:模版方法模式、命令模式、訪問者模式、迭代器模式、觀察者 模式、中介者模式、備忘錄模式、解釋器模式(Interpreter模式)、狀態模 式、策略模式、職責鏈模式(責任鏈模式)。

三、單例模式:

①、什麼是單例:

所謂類的單例設計模式,就是採取一定的方法保證在整個的軟件系統中,對某個類 只能存在一個對象實例,並且該類只提供一個取得其對象實例的方法(靜態方法)。

②、單例模式有八種方式:

1) 餓漢式(靜態常量)

2) 餓漢式(靜態代碼塊)

3) 懶漢式(線程不安全)

4) 懶漢式(線程安全,同步方法)

5) 懶漢式(線程安全,同步代碼塊)

6) 雙重檢查

7) 靜態內部類

8) 枚舉

1、餓漢式(靜態常量)應用實例 步驟如下:

1) 構造器私有化 (防止 new )

2) 類的內部創建對象

3) 向外暴露一個靜態的公共方法。getInstance

4) 代碼實現

class Singleton {
	
	//1. 構造器私有化, 外部能new
	private Singleton() {
		
	}
	
	//2.本類內部創建對象實例
	private final static Singleton instance = new Singleton();
	
	//3. 提供一個公有的靜態方法,返回實例對象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
	
}

1) 優點:這種寫法比較簡單,就是在類裝載的時候就完成實例化。避免了線程同 步問題。

2) 缺點:在類裝載的時候就完成實例化,沒有達到Lazy Loading的效果。如果從始 至終從未使用過這個實例,則會造成內存的浪費 

 

2、餓漢式(靜態代碼塊)應用實例

/餓漢式(靜態變量)

class Singleton {
	
	//1. 構造器私有化, 外部能new
	private Singleton() {
		
	}
	

	//2.本類內部創建對象實例
	private  static Singleton instance;
	
	static { // 在靜態代碼塊中,創建單例對象
		instance = new Singleton();
	}
	
	//3. 提供一個公有的靜態方法,返回實例對象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
	
}

優缺點同上可用

 

3、懶漢式(線程不安全)

class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一個靜態的公有方法,當使用到該方法時,纔去創建 instance
	//即懶漢式
	public static Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

優缺點說明:

1) 起到了Lazy Loading的效果,但是隻能在單線程下使用。

2) 如果在多線程下,一個線程進入了if (singleton == null)判斷語句塊,還未來得及 往下執行,另一個線程也通過了這個判斷語句,這時便會產生多個實例。所以 在多線程環境下不可使用這種方式

3) 結論:在實際開發中,不要使用這種方式.

 

4、懶漢式(線程安全,同步方法)

// 懶漢式(線程安全,同步方法)
class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一個靜態的公有方法,加入同步處理的代碼,解決線程安全問題
	//即懶漢式
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

優缺點說明:

1) 解決了線程不安全問題

2) 效率太低了,每個線程在想獲得類的實例時候,執行getInstance()方法都要進行 同步。而其實這個方法只執行一次實例化代碼就夠了,後面的想獲得該類實例, 直接return就行了。方法進行同步效率太低

3) 結論:在實際開發中,不推薦使用這種方式

 

5、懶漢式(線程安全,同步代碼塊)

 

6、雙重檢查應用實例

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一個靜態的公有方法,加入雙重檢查代碼,解決線程安全問題, 同時解決懶加載問題
	//同時保證了效率, 推薦使用
	
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (Singleton.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new Singleton();
				}
			}
			
		}
		return instance;
	}
}

1) 線程安全;延遲加載;效率較高

2) 結論:在實際開發中,推薦使用這種單例設計模式

 

7、靜態內部類應用實例

// 靜態內部類完成, 推薦使用
class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	//構造器私有化
	private Singleton() {}
	
	//寫一個靜態內部類,該類中有一個靜態屬性 Singleton
	private static class SingletonInstance {
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
	}
	
	//提供一個靜態的公有方法,直接返回SingletonInstance.INSTANCE
	
	public static  Singleton getInstance() {
		
		return SingletonInstance.INSTANCE;
	}
}

優缺點說明:

1) 這種方式採用了類裝載的機制來保證初始化實例時只有一個線程。

2) 靜態內部類方式在Singleton類被裝載時並不會立即實例化,而是在需要實例化 時,調用getInstance方法,纔會裝載SingletonInstance類,從而完成Singleton的 實例化。

3) 類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化,所以在這裏,JVM幫助我們 保證了線程的安全性,在類進行初始化時,別的線程是無法進入的。

4) 優點:避免了線程不安全,利用靜態內部類特點實現延遲加載,效率高

5) 結論:推薦使用.

 

8、枚舉應用實例

//使用枚舉,可以實現單例, 推薦
enum Singleton {
	INSTANCE; //屬性
	public void sayOK() {
		System.out.println("ok~");
	}
}

public class SingletonTest08 {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
		Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
		System.out.println(instance == instance2);
		
		System.out.println(instance.hashCode());
		System.out.println(instance2.hashCode());
		
		instance.sayOK();
	}
}

優缺點說明:

1) 這藉助JDK1.5中添加的枚舉來實現單例模式。不僅能避免多線程同步問題,而 且還能防止反序列化重新創建新的對象。

2) 這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式

3) 結論:推薦使用

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