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设计模式

时间:2022-11-05 07:11:06浏览次数:70  
标签:Singleton 建造 模式 instance 线程 设计模式 public

原型模式(Prototype)

原型模式是一种创建型模式,它允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,根本无需知道创建的细节。当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。

在Java中Prototype模式变成clone()方法的使用,由于Java的面向对象特性,使得在Java中使用原型模式变得很自然,两者已经几乎是浑然一体了。这反映在很多模式上,如Iterator遍历模式。

实现方法:

  1. 必须让布标类实现Cloneable接口
  2. 必须重写Object的clone方法,并且要把重写后的方法的访问控制修饰符改为public
public class MilkTea implements Cloneable {
    public String type;
    public boolean ice;

    // 这种方式是浅拷贝
    public MilkTea clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (MilkTea) super.clone();
    }
}

这种模式要分清对象的浅拷贝与深拷贝。

建造者模式(Builder)

建造者模式是将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。说白了就是,将一个相似的构建对象的过程抽象出来,达到代码复用和可扩展的功能。

在这种设计模式中,有以下几个角色:

  1. builder,为创建一个产品对象的各个部件指定接口(指定建造标准,稳定建造流程)
  2. ConcreteBuilder:实现builder接口的具体建造者
  3. Director:构造一个使用builder接口的对象。它就是指导者,由他封装建造的过程。
  4. Product:具体的产品,被构建的对象。

扩展:建造者模式在使用过程中可以演化出多种形式

省略抽象建造者角色:如果系统中只需要一个具体的建造者的话,可以省略掉抽象建造者

省略指导者角色:在具体建造者只有一个的情况下,如果抽象建造者角色已经被省略掉,那么还可以省略掉指导者角色,让Builder自己扮演指导者和建造者双重角色

builder-uml
builder-uml

建造者与工厂模式的区别在于,工厂模式只需要新建出 一个产品即可,即new出一个对象;而建造者模式更注重产品新建出来后,为产品属性赋值的过程,它强调的是构建过程。

单例模式(Singleton)

单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

饿汉式

变量在申明时即被初始化。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }

    private Singleton() { }
}   

优点:线程安全;直观

缺点:增加类初始化时间,类即使不使用,也会被实例化

懒汉式

先声明一个空变量,需要用时才初始化

方式一:双检锁方式实现的线程安全的单例模式,别漏掉volatile

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;

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

    private Singleton() { }
}

方式二:静态内部类方式保证懒汉式单例的线程安全

public class Singleton {
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }

    private static class SingletonHolder {
        public static Singleton instance = new Singleton();
    }

    private Singleton() { }

为什么这种方式能保证线程安全?来分析两个问题:

  • 静态内部类方式是怎么实现懒加载的
  • 静态内部类方式是怎么保证线程安全的

类在初始化的时候,会立即加载内部类,内部类会在使用时才加载。所以当此 Singleton 类加载时,SingletonHolder 并不会被立即加载,所以不会像饿汉式那样占用内存。另外,Java 虚拟机规定,当访问一个类的静态字段时,如果该类尚未初始化,则立即初始化此类。当调用Singleton 的 getInstance 方法时,由于其使用了 SingletonHolder 的静态变量instance,所以这时才会去初始化 SingletonHolder,在 SingletonHolder 中 new 出 Singleton 对象。这就实现了懒加载。

其次,虚拟机在加载类的 clinit 方法时,会保证 clinit 在多线程中被正确的加锁、同步,即使有多个线程同时去初始化一个类,一次也只有一个线程可以执行 clinit 方法,其他线程都需要阻塞等待,从而保证了线程安全。

如何权衡两种方式?一般的建议是:对于构建不复杂,加载完成后会立即使用的单例对象,推荐使用饿汉式。对于构建过程耗时较长,并不是所有使用此类都会用到的单例对象,推荐使用懒汉式。

标签:Singleton,建造,模式,instance,线程,设计模式,public
From: https://www.cnblogs.com/cloudrich/p/16859593.html

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