Java之设计模式的学习总结（一）

单例模式

单例模式 3 个特点：

  1. 单例类只能有一个实例对象,并且该实例对象必须由单例类自己来实例化；
  2. 构造函数、单例对象均是私有化的(private)
  3. 单例模式的类对外提供一个可以访问该单例的public函数，通过类.函数来实现访问，该函数返回的就是该单例模式的对象，可以通过这个对象来操作该单例类所有函数。

单例模式的优点和缺点

单例模式的优点：

  • 单例模式可以保证内存里只有一个实例，可以减少内存开销，避免对资源的浪费，因为内存资源是很宝贵的。
  • 单例模式通过对外提供public函数作为入口可以优化和共享资源的访问。

单例模式的缺点：

  • 单例模式一般不会有接口，扩展困难。除非修改源代码，所以使用单例模式需要从最开始考虑全局，这是比较困难的。但所有代码都写在一个类中的话，又容易造成冗余，功能函数代码过于沉重，不够简洁化。
  • 在并发测试中，单例模式不利于代码调试。在调试过程中，如果单例中的代码没有执行完，也不能模拟生成一个新的对象。

单例模式应用场景

  • 需要频繁创建的一些类，使用单例可以降低系统的内存压力，减少 GC。
  • 某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
  • 某些类创建实例时占用资源较多，或实例化耗时较长，且经常使用。
  • 某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。
  • 频繁访问数据库或文件的对象。
  • 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

实现方式

  1. 饿汉式单例
    这种方式是在类开始加载的时候就创建了一个实例，在调用getInstance()方法之前保证单例已经存在
    主要分为三个步骤：
  1. 使用private关键字修饰，创建类的实例，这里可以使用final修饰
  2. 构造函数私有化，避免在外部被实例化
  3. 构建getInstance()函数，在函数内部直接返回一个实例，该实例是之前已经创建好的
public class LazySingleton
{
    private static volatile LazySingleton instance=null;    //volatile 可以保证 instance 在所有线程中同步
    private LazySingleton(){}    //private 避免类在外部被实例化
    public static synchronized LazySingleton getInstance()
    {
        //getInstance 方法前加同步
        if(instance==null)
        {
            instance=new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}
  1. 懒汉式单例
    这种方式是在类加载时候并不创建一个实例，是在需要的时候，也就是调用该类的getlnstance实例方法时候才会实例化
    主要分为三个步骤：
  1. 使用volatile、private等关键字，创建一个变量instance
  2. 将构造函数私有化，避免在外部被实例化
  3. 构建getInstance()函数，在函数内部实例化（外部通过该函数来使用这个实例）
public class HungrySingleton
{
    private static final HungrySingleton instance=new HungrySingleton();
    private HungrySingleton(){}
    public static HungrySingleton getInstance()
    {
        return instance;
    }
}