初识23种设计模式之-----单例设计模式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了初识23种设计模式之-----单例设计模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一  什么是设计模式?

  通俗来说,设计模式就是牛人总结的解决某个问题的方案,这套方案被大多数人熟知和认可。

  设计模式大致分为三种:

  结构型

    过滤器模式 组合模式 装饰器模式 外观模式 享元模式,代理模式

  创建型

       单例模式 工厂模式 抽象工厂模式 建造者模式 原型模式

  行为型

         责任链模式 命令模式 解释器模式 迭代器模式 中介者模式 备忘录模式 观察者模式 状态模式 空对象模式 策略模式  模板模式 访问者模式

 

说起设计模式,就不得不说起设计模式的六大设计原则

一  单一职责原则(Single Responsibility Principle - SRP)

  一个类,只有一个引起它变化的原因。应该只有一个职责。

如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当发生变化时,设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生,就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性

二  开闭原则(Open-Closed Principle - OCP)

   一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。也就是说设计一个模块的时候,应当使这个模块在不被修改的前提下扩展。

里氏代换原则(Liskov Substitution Principle,或者LSP)

  任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现(对实现抽象化的具体步骤的规范)

迪米特法则(Law of Demeter,或者LoD)、

  一个软件实体应当与尽可能少的实体发生相互作用(修改尽可能少的设计其他模块)

接口隔离原则(Interface Segregation Principle,或者ISP)  

  应为客户端提供尽可能少的单独的接口,而不要提供大的总接口(限制通信的宽度和深度)

六 依赖倒转原则(Dependency Inversion Principle,或者DIP)

  依赖于抽象,不依赖于实现

此外也有其他设计原则,这里就不再详细叙述了,如 :

  组合/聚合复用原则(Composition/Aggregation Principle,或者CARP)

 

二 单例设计模式(Singleton Pattern)

  在程序的运行过程中,只有一个实例的存在(如:我们手机中只有一份联系人信息,而许多应用都需要读取这份信息,联系人信息就可以设计为单例)

1)饿汉单例模式

  public class Singleton {
    //1)构造方法私有化
    private Singleton(){};
    //2)定义一个私有的静态本类对象
    private static Singleton obj=new Singleton();
    //3)提供一个公共的静态方法,返回这个本类对象
    public static Singleton getInstance(){
        return obj;
    }
}

  优点 
    1.线程安全 
    2.在类加载的同时已经创建好一个静态对象,调用时反应速度快 
缺点 
    资源效率不高,可能getInstance()永远不会执行到,但执行该类的其他静态方法或者加载了该类(class.forName),那么这个实例仍然初始化

 

2)懒汉单例模式

  public class Singleton2 {
    //1)构造方法私有化
    private Singleton2(){};
    //2)定义私有的静态的本类对象,不初始化
    private static Singleton2 obj;
    //3)提供一个公共的静态方法,返回这个本类对象(饿汉单例模式在多线程情况下可能存在线程安全问题,因此需要加synchronized关键字)
    public static synchronized Singleton2 getInstance(){
        if(obj==null){
            obj=new Singleton2();
        }
        return obj;
    }
}

优点: 
    避免了饿汉式的那种在没有用到的情况下创建事例,资源利用率高,不执行getInstance()就不会被实例,可以执行该类的其他静态方法。 
缺点: 
    懒汉式在单个线程中没有问题,但多个线程同事访问的时候就可能同事创建多个实例,而且这多个实例不是同一个对象,虽然后面创建的实例会覆盖先创建的实例,但是还是会存在拿到不同对象的情况。解决这个问题的办法就是加锁synchonized,第一次加载时不够快,多线程使用不必要的同步开销大。

测试代码

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
    
    Singleton obj1=Singleton.getInstance();
    Singleton obj2=Singleton.getInstance();

  System.out.println(obj1);

  System.out.println(obj2);

  }

}

图解:

程序运行时,把Demo和Singleton的字节码文件加载到内存中,在Singleton类中有一个静态变量,类加载内存时在方法区的静态变量区中给obj这个变量分配空间,new运算会在堆中分配存储空间(如:0x1234),我们无论调用多少次getInstance()静态方法,返回的都是obj,因此都指向同一块堆内存。

技术分享图片

通过单例设计模式,可以在多个类中共享数据。在某些情况下,利用单例可以节省资源,避免频繁的创建对象。

 

































以上是关于初识23种设计模式之-----单例设计模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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