彻底了解设计模式

Posted 2022-01-15 wei198621

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了彻底了解设计模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

23种设计模式，分为三大类：
A创建型模式：五种， A1:单例模式、A2:工厂方法模式、A3:抽象工厂模式、A4:建造者模式、A5:原型模式。
B结构型模式：七种， B1:代理模式、B2:外观模式、B3:适配器模式、B4:装饰器模式、B5:桥接模式、B6:组合模式、B7:享元模式。
C行为型模式：十一种，观察者模式、策略模式、模板方法模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

A创建型模式

A1 单例模式

原文： https://blog.csdn.net/A1342772/article/details/91349142

定义：确保一个类最多只有一个实例，并提供一个全局访问点
单例模式可以分为两种：预加载和懒加载

2.1 预加载

顾名思义，就是预先加载。再进一步解释就是还没有使用该单例对象，但是，该单例对象就已经被加载到内存了。

public class PreloadSingleton 
       
       public static PreloadSingleton instance = new PreloadSingleton();
   
       //其他的类无法实例化单例类的对象
       private PreloadSingleton() 
       ;
       
       public static PreloadSingleton getInstance() 
              return instance;

很明显，没有使用该单例对象，该对象就被加载到了内存，会造成内存的浪费。

2.2 懒加载

为了避免内存的浪费，我们可以采用懒加载，即用到该单例对象的时候再创建。

public class Singleton 
       
       private static Singleton instance=null;
       
       private Singleton()
       ;
       
       public static Singleton getInstance()
       
              if(instance==null)
              
                     instance=new Singleton();
              
              return instance;

2.3 单例模式和线程安全

（1）预加载只有一条语句return instance,这显然可以保证线程安全。但是，我们知道预加载会造成内存的浪费。

（2）懒加载不浪费内存，但是无法保证线程的安全。首先，if判断以及其内存执行代码是非原子性的。其次，new Singleton()无法保证执行的顺序性。

不满足原子性或者顺序性，线程肯定是不安全的，这是基本的常识，不再赘述。我主要讲一下为什么new Singleton()无法保证顺序性。我们知道创建一个对象分三步:

memory=allocate();//1:初始化内存空间
 
ctorInstance(memory);//2:初始化对象
 
instance=memory();//3:设置instance指向刚分配的内存地址

vm为了提高程序执行性能，会对没有依赖关系的代码进行重排序，上面2和3行代码可能被重新排序。我们用两个线程来说明线程是不安全的。线程A和线程B都创建对象。其中，A2和A3的重排序，将导致线程B在B1处判断出instance不为空，线程B接下来将访问instance引用的对象。此时，线程B将会访问到一个还未初始化的对象（线程不安全）。
#### 2.4 保证懒加载的线程安全

我们首先想到的就是使用synchronized关键字。synchronized加载getInstace()函数上确实保证了线程的安全。但是，如果要经常的调用getInstance()方法，不管有没有初始化实例，都会唤醒和阻塞线程。为了避免线程的上下文切换消耗大量时间，如果对象已经实例化了，我们没有必要再使用synchronized加锁，直接返回对象。

public class Singleton 
       private static Singleton instance = null;
       private Singleton() 
       ;
       public static synchronized Singleton getInstance() 
              if (instance == null) 
                     instance = new Singleton();
              
              return instance;

我们把sychronized加在if(instance==null)判断语句里面，保证instance未实例化的时候才加锁

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

我们经过2.3的讨论知道new一个对象的代码是无法保证顺序性的，因此，我们需要使用另一个关键字volatile保证对象实例化过程的顺序性。

public class Singleton 
       private static volatile Singleton instance = null;
       private Singleton() 
       ;
       public static synchronized Singleton getInstance() 
              if (instance == null) 
                     synchronized (instance) 
                           if (instance == null) 
                                  instance = new Singleton();
                           
                     
              
              return instance;