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设计模式 一、前言 设计模式是解决问题的方案,学习现有的设计模式可以做到经验复用。拥有设计模式词汇,在沟通时就能用更少的词汇来讨论,并且不需要了解底层细节。
二、创建型
- 单例模式(Singleton) 这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提 供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
意图: 保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
主要解决: 一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用: 当您想控制实例数目,节省系统资源的时候。‘
如何解决: 判断系统是否已经有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。
关键代码: 构造函数是私有的。
应用实例:
一个班级只有一个班主任。 Windows 是多进程多线程的,在操作一个文件的时候,就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象,所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 一些设备管理器常常设计为单例模式,比如一个电脑有两台打印机,在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。 优点:
在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。 避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。 缺点:
没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。 使用场景:
要求生产唯一序列号。 WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。 创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。 单例模式的几种实现方式:
懒汉式,线程不安全
描述: 这种方式是最基本的实现方式,这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized,所以**严格意义上它并不算单例模式 **。 这种方式 lazy loading 很明显,不要求线程安全,在多线程不能正常工作。
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton (){} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }
接下来介绍的几种实现方式都支持多线程,但是在性能上有所差异。
懒汉式,线程安全
描述: 这种方式具备很好的 lazy loading,能够在多线程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情况下不需要同步。 优点: 第一次调用才初始化,避免内存浪费。 缺点: 必须加锁 synchronized 才能保证单例,但加锁会影响效率。 getInstance() 的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton (){} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }