保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
实现单例的四种方式:
1.双重锁(懒汉模式)
public class LazySingleton {
private static volatile LazySingleton instance;
//不允许被实例化
private LazySingleton(){
}
/**
* 获取实例
* @return
*/
public static LazySingleton getInstance() {
if(instance!=null){
synchronized (LazySingleton.class){
if(instance!=null) {
instance = new LazySingleton();
/*一个new操作在字节码层面对应三步操作
* 1、开辟空间
* 2、初始化
* 3、变量赋值
* cpu可能会重排需2、3步。如果先执行了第3步,则会返回一个没有初始化的对象,
* 发生空指针异常。增加volatile关键字,防止重排序
* */
}
}
}
return instance;
}
}
特点:延时加载,只有在正在需要的时候才开始实例化。
线程安全问题。
双重判断double check,加锁优化(锁也可以直接加锁到方法上,但是会耗费性能)。
使用volatile关键字,防止指令重排序。
2.静态变量(饿汉模式):
class HunglySingleton {
private static HunglySingleton instance= new HunglySingleton();
//不允许被实例化
private HunglySingleton(){
}
/**
* 获取实例
* @return
*/
public static HunglySingleton getInstance() {
return instance;
}
}
特点:类加载的初始化阶段就完成了实例的初始化,本质上是借助于jvm的类加载机制,保证实例的唯一性。(急加载)
类加载机制:
加载:加载二进制文件到内存中,并生成对应的class数据结构。
连接:包括验证、准备(给静态变量赋默认值,引用类型为null,int为0,boolean为false等等)、解析(将符号应用替换为直接引用)。
初始化(执行静态代码块、给静态变量赋初值)。
注意:如果当前类的父类没有被加载,则会先加载父类。
3.静态内部类(懒加载):
class InnerSingleton {
private static class InnerSingletonHolder {
private static InnerSingleton instance= new InnerSingleton();
}
//不允许被实例化
private InnerSingleton(){
}
/**
* 获取实例
* @return
*/
public static InnerSingleton getInstance() {
return InnerSingletonHolder.instance;
}
}
特点:也是借助jvm的类加载机制,保证实例的唯一性(懒加载)。
当访问instance时才会初始化实例。
4.enum模式
enum EnumSingleton {
INSTANCE;
/**
* 获取实例
* @return
*/
public static EnumSingleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
特点:简单,线程安全,也能够防护反射攻击(禁止反射实例化enum类型类)
Spring中的单例例子:
DefaultSingletonBeanRegistry、ReactiveAdapterRegistry、ProxyFactoryBean(aop包)。
把对象的创建功能交给工厂,达到解耦目的。
适合场景:
用于创建一系列相关的对象, 而无需指定其具体类。
适合场景:
用例:spring的BeanFactory。和其他任何用于创建对象但返回接口或抽象类的就是此模式。
定义一个类来简化复杂对象的创建(分步骤创建)。该类是为了构建另一个类的实例。
适合场景:
比如订单系统,订单对象就是一个复杂对象,我们就可以build来做。
用例:SpringApplicationBuilder、StringBuilder
使你能够复制已有对象, 而又无需使代码依赖它们所属的类。
适合场景:
例如我们的DTO、BO、DO、VO转换时可以使用。
用例:spring的bean有单例模式singleton和原型模式prototype(scope=prototype)
代理控制着对于原对象的访问(不能直接访问原对象), 并允许在将请求提交给对象前后进行一些处理。
适合场景:
用例:jdk的Proxy类。
用于新接口和旧接口的适配,使接口不兼容的对象能够相互合作。
适合场景:希望使用某类,但与接口或其他代码不兼容时使用。
用例:springmvc的HandlerAdapter。例如xml转json,可以新增XmlJsonAdapter适配器类内进行转换。
将抽象和抽象的具体实现进行解耦,使得抽象和抽象的具体实现可以进行独立变化。并使用组合的方式将多维度的抽象方法联系在一起。
适合场景:
可以使用它将对象组合成树状结构,以表示“部分-整体”的层次结构, 并且能像使用独立对象一样使用它们。
让客户端看起来在处理单个对象和对象的组合是平等的,换句话说,某个类型的方法同时也接受自身类型作为参数。例如Map的putAll(Map)方法。
适合场景:
为一组接口、抽象类或子系统提供简化的接口。并且要求一个子系统的外部与其内部的通信必须通过一个统一的Facade对象进行。
Facade模式提供一个高层次的接口,使得子系统更易于使用。
适合场景:
实例:tomcat的RequestFacade、SLFJ日志就是门面日志。
你通过将对象放入包含行为的特殊封装对象中来为原对象绑定新的行为。相当于动态的给一个对象附加额外的功能,因此它也是子类化的一种替代方法。(就是在不继承的情况下,扩展类的功能)
实例:tomcat对request的包装ServletRequestWrapper、所有的io流包装类。
它摒弃了在每个对象中保存所有数据的方式, 通过共享多个对象所共有的相同状态, 让你能在有限的内存容量中载入更多对象。
简单来说就是使用缓存来减小对象的访问时间(使用共享技术实现元素的共享)
适合场景:程序必须支持大量对象且没有足够的内存容量时使用(共享变量)
实例:只要用到了缓存,基本都是在使用享元模式。
将请求沿着处理者链进行发送。 收到请求后,每个处理者均可对请求进行处理,或将其传递给链上的下个处理者。
可以实现解耦。责任链中的对象是同一接口或抽象类的不同实现。
适合场景:
用例:servler中Filter过滤器、拦截器等。
将命令包装在对象中,以便可以存储、传递到方法中,并像任何其他对象一样返回(以命令动作为类名)。
命令模式可以把发出命令的责任和执行命令的责任分开。
适合场景:
用例:java.lang.Runnable、javax.swing.Action
让你能在不暴露集合底层表现形式 (列表、 栈和树等) 的情况下遍历集合中所有的元素。
提供一个统一的方式来访问集合中的对象。
适合场景:
用例:Iterator、Vector集合、set集合。
能让你减少对象之间混乱无序的依赖关系。 该模式会限制对象之间的直接交互, 迫使它们通过一个中介者对象进行合作。(用一个中介对象来封装一系列关于对象交互行为)。
即使用一个中间对象来进行消息分发以及减少类之间的直接依赖。
适合场景:
用例:mq使用的就是此模式、MVC中的Controller、Executor
允许在不暴露对象实现细节的情况下保存和恢复对象之前的状态。
即生成对象状态的一个快照,以便对象可以恢复原始状态而不用暴露自身的内容。
在不破坏封装性的情况下,捕获并保存一个类的内部状态,可以利用该保存的状态实施恢复操作。
适合场景:
用例:
Date对象通过自身内部的一个long值来实现备忘录模式、Serializable
允许你定义一种订阅机制, 可在对象事件发生时通知多个 “观察” 该对象的其他对象。
适合场景:
用例:EventListener、tomcat的LifeCycleListener、使用zookeeper作为观察者,例如分布式锁、服务发现等。
能在一个对象的内部状态变化时改变其行为, 使其看上去就像改变了自身所属的类一样。
即允许您在运行时根据内部状态轻松更改对象的行为。
状态模式重点在各状态之间的切换从而做不同的事情,状态模式不同状态下做的事情不同。
状态模式封装了对象的状态,因为状态是跟对象密切相关的,它不能被重用。
适合场景:
它能让你定义一系列算法, 并将每种算法分别放入独立的类中, 以使算法的对象能够相互替换。
即将一组算法封装成一系列对象。通过调用这些对象可以灵活的改变程序的功能。
策略模式更侧重于根据具体情况选择策略,并不涉及切换。策略模式做的都是同一件事。
策略模式封装算法或策略,通过从Context中分离出策略或算法,我们可以重用它们。
适合场景:
在超类中定义了一个算法的框架, 允许子类在不修改结构的情况下重写算法的特定步骤。
即让子类可以重写方法的一部分,而不是整个重写,你可以控制子类需要重写那些操作。
适合场景:
用例:InputStream类的skip或read方法、我们可以做一个抽象类,某个方法需要子类来实现差异化。
提供一个方便的可维护的方式来操作一组对象。它使得你在不改变操作的对象前提下,可以修改或者扩展对象的行为。
它能将算法与其所作用的对象隔离开来。虽然可以在不改变原有类结构的基础上不断添加新的功能。但是缺点是破坏了封装性。
适合场景:
它允许抽象空对象的处理。
用例:
Collections类的emptyList()
Collections类的emptyMap()
Collections类的emptySet()
通常描述为该语言定义语法并使用该语法来解释该格式的语句。
用例:
Pattern类
Normalizer类
Format类