@TOC

設(shè)計模式介紹

1）設(shè)計模式是程序員在面對同類軟件工程設(shè)計問題所總結(jié)出來的有用的經(jīng)驗确虱，模式不是代碼顽爹，而是某類問題的通用解決方案丰泊，設(shè)計模式（Design pattern）代碼了最佳的實踐噪服。這些解決方案是眾多軟件開發(fā)人員經(jīng)過相當(dāng)長的一段時間的試驗和錯誤總結(jié)出來的禽拔。
2）設(shè)計模式的本質(zhì)提高軟件的維護(hù)性索守、通用性和擴(kuò)展性晕窑，并降低軟件的復(fù)雜度。
3）《設(shè)計模式》是經(jīng)典的書卵佛，作者是Erich Gamma\Richard Helm\ Ralph Johnson和John Vlissides Design（俗稱“四人組GOF”）
4）設(shè)計模式并不局限于某種語言杨赤，Java、PHP截汪、C++都有設(shè)計模式疾牲。

設(shè)計模式類型

設(shè)計模式分為三種類型，共23種
1）創(chuàng)建型模式 ：單例模式衙解、抽象工廠模式阳柔、原型模式、建造者模式蚓峦、工廠模式舌剂。
2）結(jié)構(gòu)型模式 ：適配器模式济锄、橋接模式、裝飾模式霍转、組合模式荐绝、外觀模式、享元模式谴忧、代理模式很泊。
3）行為型模式 ：模板方法模式角虫、命令模式沾谓、訪問者模式、迭代器模式戳鹅、觀察者模式均驶、中介者模式、備忘錄模式枫虏、解釋器模式（Interpreter模式）妇穴、狀態(tài)模式、策略模式隶债、職責(zé)鏈模式（責(zé)任鏈模式）腾它。

單例設(shè)計模式介紹

所謂類的單例設(shè)計模式，就是采取一定的方法保證了在整個的軟件系統(tǒng)中死讹，對某個類只能存在一個對象實例瞒滴，并且該類只提供一個取得其對象實例的方法。
比如Hibernate的SessionFactory赞警，它充當(dāng)數(shù)據(jù)存儲源的代理妓忍，并負(fù)責(zé)創(chuàng)建Session對象。SessionFactory并不是輕量級的愧旦，一般情況下世剖，一個項目通常只需要一個SessionFactory就夠，這時就會使用到單例模式笤虫。

• 單例設(shè)計模式八種方式
  1）餓漢式（靜態(tài)常量）
  2）餓漢式（靜態(tài)代碼塊）
  3）懶漢式（線程不安全）
  4）懶漢式（線程安全旁瘫，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(tài)內(nèi)部類
  8）枚舉

餓漢式（靜態(tài)常量）

步驟如下 ：
1）構(gòu)造器私有化（防止 new 對象）
2）類的內(nèi)部創(chuàng)建對象
3）向外暴露一個靜態(tài)的公共方法琼蚯。
4）代碼實現(xiàn)

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 測試
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == instance2);
    }
}

/**
 * 餓漢式（靜態(tài)變量）
 * @author Administrator
 *
 */
class Singleton {
    
    /**
     * 1. 構(gòu)造器私有化境蜕，外不能new
     */
    private Singleton() {
        
    }
    /**
     * 2. 本類內(nèi)部創(chuàng)建對象實例
     */
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    
    /**
     * 3. 提供一個公有的靜態(tài)方法，返回實例對象
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）優(yōu)點 : 這種寫法比較簡單凌停，就是在類裝載的時候完成實例化粱年。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罚拟，沒有達(dá)到Lazy Loading的效果台诗。如果從始至終從未使用過這個實例完箩，則會造成內(nèi)存的浪費。
3）這種方式基于classLoader機(jī)制避免了多線程的同步問題拉队，不過弊知，instance在類裝載時就實例化，在單例模式中大多是都是調(diào)用getInstance方法粱快，但是導(dǎo)致類裝載的原因有很多種秩彤，因此不能確定有其他的方式（或者其他的靜態(tài)方法）導(dǎo)致類裝載，這時候初始化instance就沒有達(dá)到lazy loading的效果
4）結(jié)論 ：這種單例模式可用事哭，可能造成內(nèi)存浪費漫雷。

餓漢式（靜態(tài)代碼塊）

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 測試
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getSingleton();
        Singleton instance2 = Singleton.getSingleton();
        System.out.println(instanceSingleton == instance2);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + instance2.hashCode());
    }
}

/**
 * 餓漢式（靜態(tài)常量）
 * @author Administrator
 *
 */
class Singleton {
    
    /**
     * 1. 構(gòu)造器私有化，外部不能new
     */
    private Singleton() {
        
    }
    
    /**
     * 2. 本類內(nèi)部創(chuàng)建對象實例
     */
    private static Singleton instance;
    
    static {
        // 在靜態(tài)代碼塊中鳍咱，創(chuàng)建單例對象
        instance = new Singleton();
    }
    
    /**
     * 3. 提供一個公有的靜態(tài)方法降盹，返回實例對象
     * @return
     */
    public static Singleton getSingleton() {
        return instance;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）這種方式和上面的方式其實類似，只不過將類實例化的過程放在了靜態(tài)代碼塊中谤辜，也是在類裝載的時候蓄坏，就執(zhí)行靜態(tài)代碼塊中的代碼，初始化類的實例丑念。優(yōu)缺點和上面是一樣的涡戳。
2）結(jié)論 ：這種單例模式可用，但是可能造成內(nèi)存浪費脯倚。

懶漢式（線程不安全）

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懶漢式1 渔彰， 線程不安全");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton iSingleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instanceSingleton;
    
    private Singleton() {}
    
    /**
     * 提供一個靜態(tài)的公有方法，當(dāng)使用到該方法時挠将，才去創(chuàng)建 instance
     * 即懶漢式
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instanceSingleton == null) {
            instanceSingleton = new Singleton();
        }
        return instanceSingleton;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）起到了Lazy Loading的效果胳岂，但是只能在單線程下使用。
2）如果在多線程下舔稀，一個線程進(jìn)入了if(singleton == null)判定語句塊乳丰，還未來得及往下執(zhí)行，另一個線程也通過了這個判定語句内贮，這時便會產(chǎn)生多個實例产园。所以在多線程環(huán)境下不可使用這種方式
3）結(jié)論 ： 在實際開發(fā)中，不要使用這種方式夜郁。

懶漢式（線程安全什燕，同步方法）

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懶漢式1 ， 線程不安全");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton iSingleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
    }
}

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

優(yōu)缺點說明 ：
1）解決了線程不安全的問題
2）效率太低了，每個線程在想獲得類的實例時候，執(zhí)行g(shù)etInstance()方法都要進(jìn)行同步技俐。而其實這個方法只執(zhí)行一次實例化代碼就夠了乘陪，后面的想獲得該類實例，直接returne就行了雕擂。方法進(jìn)行同步效率太低
3）結(jié)論 ： 在實際開發(fā)中啡邑，不推薦使用這種方式

懶漢式（線程安全，同步代碼塊）

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懶漢式1 井赌， 線程不安全");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton iSingleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instanceSingleton;
    
    private Singleton() {}
    
    /**
     * 即懶漢式
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instanceSingleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                instanceSingleton = new Singleton();
            }
        }
        return instanceSingleton;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）這種方式谤逼，本意是想對第四種實現(xiàn)方式的改進(jìn)，因為前面同步方法效率太低仇穗，改為同步產(chǎn)生實例化的代碼塊
2）但是這種同步并不能起到線程同步的作用流部。跟第3種實現(xiàn)方式遇到的情況一致，假如一個線程進(jìn)入了if（singleton == null）判定語句塊仪缸，還未來得及往下執(zhí)行贵涵，另一個線程也通過了這個判定語句列肢，這時便會產(chǎn)生多個實例
3）結(jié)論 ：在實際開發(fā)中恰画，不能使用這種方式

雙重檢查

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton iSingleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
    }
}

class Singleton {
    private static volatile Singleton instanceSingleton;
    
    private Singleton() {}
    
    /**
     * 提供一個靜態(tài)的公有方法，加入雙重檢查代碼瓷马，解決線程安全問題拴还，同時解決懶加載問題,同時保證效率
     * @return
     */
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instanceSingleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instanceSingleton == null) {
                    instanceSingleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instanceSingleton;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）Double-Check概念是多線程開發(fā)中常使用到的，如代碼中所示欧聘，我們進(jìn)行了兩次if（singleton == null）檢查片林，這樣就可以保證線程安全了。
2）這樣怀骤，實例化代碼只用執(zhí)行一次费封，后面再次訪問時，判定if（singleton == null）,直接return實例化對象蒋伦，也避免的反復(fù)進(jìn)行方法同步弓摘。
3）線程安全；延遲加載痕届；效率較高
4）結(jié)論 ：在實際開發(fā)中韧献，推薦使用這種單例設(shè)計模式

靜態(tài)內(nèi)部類

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.getInstance();
        Singleton iSingleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
    }
}
/**
 * 靜態(tài)內(nèi)部類完成
 * @author Administrator
 *
 */
class Singleton {
    
    /**
     * 構(gòu)造器私有化
     */
    private Singleton() {}
    
    /**
     * 寫一個靜態(tài)內(nèi)部類，該類中有一個靜態(tài)屬性 Singleton
     * @author Administrator
     *
     */
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    
    /**
     * 提供一個靜態(tài)的公有方法研叫，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
     * @return
     */
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）這種方式采用了類裝載的機(jī)制來保證初始化實例時只有一個線程锤窑。
2）靜態(tài)內(nèi)部類方式在Singleton類被裝載時并不會立即實例化，而是在需要實例化時嚷炉，調(diào)用getInstance方法渊啰，才會裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實例化申屹。
3）類的靜態(tài)屬性只會在第一次加載類的時候初始化绘证，所以在這里走搁，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時迈窟，別的線程是無法進(jìn)入的私植。
4）優(yōu)點 ：避免了線程不安全，利用靜態(tài)內(nèi)部類特點實現(xiàn)延遲加載车酣，效率高
5）結(jié)論 ：推薦使用

枚舉

package com.example.demo.singleton.type1;

public class SingletonTest7 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("枚舉");
        Singleton instanceSingleton = Singleton.INSTANCE;
        Singleton iSingleton = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instanceSingleton == iSingleton);
        System.out.println("instance.hashCode = " + instanceSingleton.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode = " + iSingleton.hashCode());
        instanceSingleton.sayOk();
    }
}

/**
 * 使用枚舉曲稼，可以實現(xiàn)單例
 * @author Administrator
 *
 */
enum Singleton {
    INSTANCE;// 屬性
    public void sayOk() {
        System.out.println("ok~");
    }
}

優(yōu)缺點說明 ：
1）這借助JDK1.5中添加的枚舉來實現(xiàn)單例模式。不僅能避免多線程同步問題湖员，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象贫悄。
2）這種方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式
3）結(jié)論 ： 推薦使用

• 單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析
  單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析
  1）我們JDK中，java.lang.Runtime就是經(jīng)典的單例模式
  2）代碼分析 + Debug源碼 + 代碼說明

  
  
  在這里插入圖片描述

單例模式注意事項和細(xì)節(jié)說明

1）單例模式保證了系統(tǒng)內(nèi)存中該類只存在一個對象娘摔，節(jié)省了系統(tǒng)資源窄坦，對于一些需要頻繁創(chuàng)建銷毀的對象，使用單例模式可以提高系統(tǒng)性能
2）當(dāng)想實例化一個單例類的時候凳寺，必須要記住使用相應(yīng)的獲取對象的方法鸭津，而不是使用new
3）單例模式使用的場景 ：需要頻繁的進(jìn)行創(chuàng)建和消費的對方、創(chuàng)建對象時耗時過多或耗費資源過多（即 ： 重量級對象）肠缨，但又經(jīng)常用到的對象逆趋、工具類對象、頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或者文件的對象（比如數(shù)據(jù)源晒奕、session工廠等）