Java单例模式详解.doc
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java 单例写法在Java编程中,单例模式是一种设计模式,意味着仅仅存在一个实例对象。
单例模式是一种常见的面向对象编程技巧,在很多情况下,它可以有效地提高程序的性能并且降低系统的复杂度。
下面我们来学习一下Java单例写法,并进行阐述。
第一步:通过私有构造函数来防止其他类实例化单例类在Java中,我们需要通过私有构造函数来防止外部类的实例化。
这里我们提供一个例子,代码如下:public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() { }public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}}在上述代码中,我们通过私有构造函数来防止其他类实例化Singleton类。
由于我们只需要一个实例,因此我们对实例对象进行了私有化。
这样,我们便可以使用getInstance()函数来获取类的实例,从而确保该类只存在一个实例。
第二步:实现懒汉式单例懒汉式单例模式是指在需要时创建实例。
在该模式种,单例类的实例不会在程序启动时就创建,而是在调用getInstance()方法时创建。
代码如下:public class LazySingleton {private static volatile LazySingleton instance =null;private LazySingleton() { }public static LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (LazySingleton.class) {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}}}return instance;}}在上述代码中,getInstance()函数通过检查instance是否为空来实现懒汉式单例模式。
java最常用的六种设计模式及举例设计模式是在软件开发过程中经验总结的一种编码和设计方式,它们可以帮助我们更好地组织代码,提高代码的可维护性和可复用性。
下面是 Java 中最常用的六种设计模式及其举例:1. 单例模式:单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
典型的例子是 `ng.Runtime` 类,在整个 JVM 中只有一个运行时实例。
2. 工厂模式:工厂模式通过一个工厂类来创建其他类的对象,将对象的创建和使用分离,降低了代码的耦合度。
比如,`java.util.Calendar` 类使用了工厂模式来创建 `Calendar` 对象,其中的 `getInstance()` 方法返回一个 `Calendar` 实例。
3. 观察者模式:观察者模式定义了对象之间的一对多的依赖关系,当一个对象状态发生改变时,其相关依赖对象会收到通知并自动更新。
一个典型的例子是使用 `java.util.Observable` 类和 `java.util.Observer`接口进行监听和通知。
4. 装饰者模式:装饰者模式通过动态地将新功能附加到对象上,为对象提供了灵活的扩展方式,不需要修改原始对象的结构。
比如,`java.io` 包中的各种装饰者类可以用来扩展输入输出功能。
5. 策略模式:策略模式定义了一组算法,并将每个算法封装到可互换的对象中,使得算法的变化不会影响到使用算法的客户端。
一个常见的例子是使用 `parator` 接口来实现不同的比较策略。
6. 适配器模式:适配器模式将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口,使得原本不兼容的类可以一起工作。
比如,`java.util.Arrays` 类中的 `asList()` 方法返回的是一个适配器,可以将数组转换成 List。
通过学习这些设计模式,我们可以更好地组织和设计代码,提高代码的可读性和可维护性。
在实际的开发中,我们可以针对具体的需求选择合适的设计模式,并根据需要进行一定的修改和定制。
java单例模式的实际应用Java单例模式是一种常用的设计模式,它可以保证在一个JVM中只存在一个实例对象。
在实际应用中,单例模式可以解决一些特定场景下的问题,提高系统的性能和效率。
一、数据库连接池在使用数据库连接时,每次都需要创建连接对象和释放连接对象,这个过程比较耗时。
如果每次都创建新的连接对象,会导致系统性能下降。
这时可以使用单例模式来创建一个数据库连接池,保证系统中只有一个连接池对象,通过连接池管理连接的创建和释放,提高了系统的性能和效率。
二、日志记录器在系统开发中,通常需要记录系统的运行日志,以供日后排查问题或者监控系统运行状态。
使用单例模式创建一个日志记录器对象,可以保证系统中只有一个日志记录器实例,所有的日志记录都通过这个实例进行操作,便于集中管理和统一处理。
三、配置文件管理器在系统开发中,通常需要读取配置文件中的参数或者属性,以便灵活配置系统的行为。
使用单例模式创建一个配置文件管理器对象,可以保证系统中只有一个配置文件管理器实例,所有的配置文件读取操作都通过这个实例进行,便于统一管理和维护。
四、线程池在多线程编程中,线程的创建和销毁都需要耗费一定的系统资源。
如果每次都创建新的线程,会导致系统资源的浪费。
使用单例模式创建一个线程池对象,可以保证系统中只有一个线程池实例,通过线程池管理线程的创建和销毁,提高了系统的性能和效率。
五、缓存管理器在系统开发中,通常需要缓存一些数据,以提高系统的访问速度。
使用单例模式创建一个缓存管理器对象,可以保证系统中只有一个缓存管理器实例,通过缓存管理器来管理缓存的读取、存储和更新,提高了系统的性能和效率。
六、打印机管理器在某些场景下,需要使用打印机进行打印操作。
如果每次都新建一个打印机对象,会导致系统资源的浪费。
使用单例模式创建一个打印机管理器对象,可以保证系统中只有一个打印机管理器实例,通过打印机管理器来管理打印机的使用,提高了系统的性能和效率。
七、窗口管理器在图形界面编程中,通常需要使用窗口进行用户交互。
java最常用的六种设计模式及举例
1. 单例模式(Singleton Pattern):保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
例如,数据库连接池的设计使用了单例模式。
2. 工厂模式(Factory Pattern):通过使用工厂方法来创建对象,而不是直接调用构造函数,从而实现封装和解耦的目的。
例如,Java中的Calendar类的getInstance()方法返回一个Calendar对象。
3. 观察者模式(Observer Pattern):定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态改变时,所有依赖于它的对象都会自动接收到通知并更新。
例如,Java中的事件处理机制,使用了观察者模式。
4. 装饰者模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象添加一些额外的职责,同时又不改变其结构。
例如,Java IO中的InputStream类是一个抽象类,而以其为基础的FileInputStream 类和BufferedInputStream类则是具体的装饰者。
5. 适配器模式(Adapter Pattern):将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。
例如,Java中的Collections类中的方法Arrays.asList()可以将数组转换为List类型。
6. 策略模式(Strategy Pattern):封装一系列的算法,使得它们可以互相替换,而不影响使用它们的客户端。
例如,Java中
的Comparator接口和Comparable接口,用于定义排序算法的策略。
Java单例和多例的使用场景1. 引言在Java编程中,单例(Singleton)和多例(Multiton)是两种常用的设计模式。
它们都用于控制对象的创建和访问,但在不同的场景下有不同的应用。
本文将深入探讨Java单例和多例的使用场景,包括对其定义、特点以及适用的具体情况进行详细说明,并举例说明其在实际开发中的应用。
2. 单例模式2.1 定义与特点单例模式是一种创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
单例模式的主要特点包括:•一个类只有一个实例对象;•类自行实例化,并对外提供访问该实例的静态方法;•防止其他对象创建该类的实例。
2.2 使用场景单例模式适用于以下情况:•系统中只需要一个实例对象,例如配置文件、日志记录器等。
•需要频繁创建和销毁对象的场景,为了节省系统资源,避免频繁的创建和销毁对象,可以使用单例模式。
•需要全局访问点来访问实例对象,例如线程池、数据库连接池等。
2.3 实例应用2.3.1 配置文件读取器在大多数应用程序中,都需要读取配置文件来获取系统配置信息。
使用单例模式可以确保配置文件读取器只有一个实例,避免重复读取配置文件,提高性能。
public class ConfigReader {private static ConfigReader instance;private Properties properties;private ConfigReader() {properties = new Properties();// 读取配置文件try {properties.load(new FileInputStream("config.properties"));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static ConfigReader getInstance() {if (instance == null) {synchronized (ConfigReader.class) {if (instance == null) {instance = new ConfigReader();}}}return instance;}public String getProperty(String key) {return properties.getProperty(key);}}2.3.2 日志记录器在日志记录的场景中,单例模式也经常被使用。
2009年05月14日星期四 12:00Java设计模式圣经连载(04)-单例模式单例模式是一种常见的设计模式,在《Java与模式》一书中,阎宏博士对单例模式做了全面的总结。
单例模式分三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。
单例模式有一下特点:1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
说明:一下的代码来自阎宏博士的《Java与模式》一书,其中对一些类的写法做调整(符合Java1.5的习惯),另外还加了测试方法。
一、懒汉式单例在类被加载的时候,唯一实例已经被创建。
这个设计模式在Java中容易实现,在别的语言中难以实现。
/*** Created by IntelliJ IDEA.* User: leizhimin* Date: 2007-9-11* Time: 14:57:08* <<Java与模式>> 单例模式-懒汉式单例*/public class LazySingleton {/*** 私有静态对象,加载时候不做初始化*/private static LazySingleton m_intance=null;/*** 私有构造方法,避免外部创建实例*/private LazySingleton(){}/*** 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.* 当发现实例没有初始化的时候,才初始化.* @return LazySingleton*/synchronized public static LazySingleton getInstance(){ if(m_intance==null){m_intance=new LazySingleton();}return m_intance;}}二、饿汉式单例在类加载的时候不创建单例实例。
只有在第一次请求实例的时候的时候创建,并且只在第一次创建后,以后不再创建该类的实例。
单例模式如何确保一个类只有一个实例单例模式是一种常用的设计模式,用于确保一个类只有一个实例。
在许多应用场景中,只需要一个对象来完成某些任务,而不需要多个实例。
单例模式提供了一种简洁的方案,可以保证整个程序中只存在一个特定类的实例,避免了多个实例引发的问题。
1. 概述单例模式的核心思想是通过限制实例的创建和访问来确保一个类只有一个实例。
常见的实现方式有饿汉式和懒汉式两种。
2. 饿汉式单例模式饿汉式单例模式是指在类加载的时候就创建实例,因此实例的创建是立即发生的。
在类加载时,静态变量会被初始化,因此可以保证只有一个实例。
```javapublic class Singleton {private static Singleton instance = new Singleton();// 私有化构造方法private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}}```3. 懒汉式单例模式懒汉式单例模式是指实例的创建延迟到第一次使用时才进行。
在多线程环境下,需要考虑线程安全的问题。
以下是一种线程安全的懒汉式单例模式实现方式:```javapublic class Singleton {private static volatile Singleton instance;// 私有化构造方法private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}}```4. 枚举单例模式Java中的枚举类型本身就是单例的,因为枚举类型的实例只能有限个,而且在任何情况下都是线程安全的。
java单例模式实现方式以及应用场景1.引言1.1 概述单例模式是一种常用的设计模式,它确保类只能创建一个实例,并提供一种全局访问的方式。
在Java中,单例模式可以通过不同的实现方式来达到这个目的。
本文将介绍几种常见的Java单例模式实现方式,并探讨它们的应用场景。
单例模式的主要目的是为了节约系统资源,比如数据库连接池、线程池等,这些资源在整个系统中只需要一个实例就可以满足需求。
同时,单例模式也可以保证数据的一致性,避免多个实例引发的数据不一致问题。
本文将详细介绍以下几种Java单例模式的实现方式:1. 懒汉式:在第一次使用时才创建实例。
懒汉式的实现相对简单,但在多线程环境下需要考虑线程安全的问题。
2. 饿汉式:在类加载时就创建实例。
饿汉式的实现较为简单,可以避免多线程环境下的线程安全问题,但可能造成资源的浪费。
3. 双重检验锁(Double Checked Locking):结合了懒汉式和饿汉式的优点,既能在需要时才创建实例,又能保证线程安全。
4. 静态内部类:利用Java的类加载机制,实现了延迟加载,并且保证了线程安全。
以上是几种常见的单例模式实现方式,不同的实现方式适用于不同的场景。
在接下来的章节中,我们将详细探讨它们的应用场景,并总结各自的优缺点。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面来探讨和讲解Java单例模式的实现方式以及应用场景:1. 引言:在引言部分,我们将对单例模式进行概述,说明其作用和重要性,并介绍本文的结构和目的。
2. 正文:2.1 单例模式的定义和作用:在这一部分,我们将详细阐述单例模式的概念和作用。
我们将解释单例模式的定义,并探讨它为什么在软件开发中如此重要。
我们还将说明单例模式的特点和优点。
2.2 单例模式的实现方式:本节将详细介绍几种常用的单例模式实现方式。
我们将分别讨论懒汉式和饿汉式两种最常见的实现方式,并对它们的优缺点进行比较和讨论。
此外,我们还将介绍线程安全和非线程安全的单例模式实现方式,并对它们的适用场景进行说明。
单例的七种写法单例模式是一种常用的设计模式,它保证一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
在实际开发中,我们经常会遇到需要使用单例模式的场景。
在Java中,单例模式有七种写法,下面我们来逐一介绍。
1. 饿汉式单例模式饿汉式单例模式指的是在类加载时就实例化了该类的唯一实例。
这种写法没有使用锁,因此线程安全。
代码如下:```public class Singleton {private static final Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}}```2. 懒汉式单例模式懒汉式单例模式指的是在第一次使用时才实例化该类的唯一实例。
这种写法需要使用同步锁,因此效率较低。
代码如下:```public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}}```3. 双重校验锁单例模式双重校验锁单例模式指的是先判断实例是否存在,若不存在,则进入同步块进行实例化,提高效率。
这种写法需要使用volatile修饰实例,保证线程安全。
代码如下:public class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}}```4. 静态内部类单例模式静态内部类单例模式指的是利用静态内部类的加载机制实现单例。
java常用的设计模式及应用场景一、单例模式(Singleton)单例模式是一种对象创建型模式,它指的是设计一个类,使其只能生成一个实例。
它只提供一个类实例,保证只有一个实例存在。
有时候,只需要一个类的实例来控制整个系统,例如实现一个全局的缓存,或是建立一个共享的日志记录器,单例模式可以很好的实现这个目的。
应用场景:1、对于需要频繁创建和销毁的对象,可以考虑使用单例模式,以避免过多地重复创建和销毁造成系统开销。
2、对于某些资源比较宝贵的对象,例如数据库连接,则可以用单例模式进行封装,保证全局应用程序只有一个,从而避免重复创建,浪费资源。
二、工厂模式(Factory)工厂模式是一种类创建型模式,它把类的实例化推迟到子类来完成。
它用于隔离客户类和实例化对象,通过声明抽象类类来定义构造过程,将不同的定义转移到不同的子类中去,从而使用户不需要关心实例化过程。
1、在有大量不同对象需要创建和管理的情况下,可以利用工厂模式封装类的实例化和存储,将池中不同对象来进行统一管理。
2、在使用设计模式的情况下,复杂的类结构已经不适合用一个实例来创建,可以采用工厂模式实现多个类的实例化,让用户不用关心对象实例的创建过程。
抽象工厂模式是一种工厂模式的拓展,它把简单工厂模式的单一职责拆分为多个类,从而实现一个系列相关的或相互依赖的工厂,以满足比较复杂的对象创建需求。
1、在需要创建复杂对象,而复杂对象又由多个部件组成的情况下,例如计算机,单一工厂模式已经不能满足需求,那么可以通过抽象工厂模式来实现。
2、在需要产生大量不同类型的对象,或者存在一系列相互依赖的产品族,这种情况下可以使用抽象工厂模式,将工厂定义为不同维度组成的一个系列。
四、建造者模式(Builder)建造者模式是一种设计模式,它也叫构造子模式,通过使用建造者模式,客户端可以不必担心具体的生产过程,只需要给出具体的请求,由建造者来负责构造出请求的产品对象。
1、在有复杂的产品对象的时候,例如需要对多个部件进行拼装,以构造出复杂的对象,可以采用建造者模式将复杂的拼装过程进行封装,避免复杂的拼装过程变得混乱。
DCL_单例模式简介单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之⼀。
这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了⼀种创建对象的最佳⽅式。
这种模式涉及到⼀个单⼀的类,该类负责创建⾃⼰的对象,同时确保只有单个对象被创建。
这个类提供了⼀种访问其唯⼀的对象的⽅式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
为什么使⽤单例模式:多个线程操作不同实例对象。
多个线程要操作同⼀对象,要保证对象的唯⼀性优点:1、在内存⾥只有⼀个实例,减少了内存的开销2、避免对资源的多重占⽤单例模式的分类在对⽐每个模式通常往⼀下三个⽅⾯:线程的安全性、性能、懒加载(lazy )1.饿汉式:public class HungerySingleton {//加载的时候就产⽣的实例对象private static HungerySingleton instance=new HungerySingleton();private HungerySingleton(){}//返回实例对象public static HungerySingleton getInstance(){return instance;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(()->{System.out.println(HungerySingleton.getInstance());}).start();}}}线程安全性:在加载的时候已经被实例化,所以只有这⼀次,线程安全的懒加载:没有延迟加载,好长时间不使⽤,影响性能性能:性能⽐较好2.懒汉式public class HoonSingleton {private static HoonSingleton instance=null;private HoonSingleton(){}public static HoonSingleton getInstance(){if(null==instance)instance=new HoonSingleton();return instance;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(()->{System.out.println(HoonSingleton.getInstance());}).start();}}}线程安全:不能保证实例对象的唯⼀性,⾮线程安全懒加载:引发了⼀个不安全的问题,对于单例模式的应⽤有风险,⽽且风险⽐较⼤,,实现了懒加载性能:相对于饿汉式还是⽐较好的3.懒汉式+同步⽅法线程安全:是线程安全懒加载:是懒加载性能:+synchronized 退化到了串⾏执⾏4.Double-Check-Lockingpublic class DCL {private static DCL instance=null;private DCL(){}public static DCL getInstance(){if(null==instance)synchronized (DCL.class){if(null==instance)instance=new DCL();}return instance;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(()->{System.out.println(DCL.getInstance());}).start();}}}性能⽐较好懒加载:实现了懒加载线程的安全性:保证了线程的安全5.Volatile+Double-check只需要加⼀段代码:private volatile static DCL instance=null;可以避免空指针异常6.Holder声明类的时候,成员变量中不声明实例变量,⽽放到内部静态类中public class HolderDemo {private HolderDemo(){}private static class Holder{private static HolderDemo instance=new HolderDemo();}//懒加载//synchronized//<init>public static HolderDemo getInstance(){return Holder.instance;}//⼴泛的⼀种单例模式}7.枚举public class EnumSingletonDemo {private EnumSingletonDemo(){}//延迟加载private enum EnumHolder{INSTANCE;private static EnumSingletonDemo instance=null; private EnumSingletonDemo getInstance(){instance=new EnumSingletonDemo();return instance;}}//懒加载public static EnumSingletonDemo getInstance(){return EnumHolder.INSTANCE.instance;}}。
java 单例注解在Java 中,实现单例模式的方式有很多种,而且在不同的应用场景下,选择不同的实现方式是有意义的。
在较新的Java 版本中,特别是在Spring 框架中,可以使用注解来简化单例的实现。
以下是两种常见的使用注解实现单例的方式:1. Spring 的`@Component` 和`@Scope` 注解:```javaimport org.springframework.context.annotation.Scope;import ponent;@Component@Scope("singleton")public class MySingleton {private MySingleton() {// 私有构造方法,防止外部实例化}// 单例的业务逻辑}```在这个例子中,`@Component` 注解将类标记为一个Spring 组件,而`@Scope("singleton")` 注解指定了这个组件的作用域为单例。
2. 使用`enum` 实现单例:```javapublic enum MySingleton {INSTANCE;// 单例的业务逻辑}```在这个例子中,通过使用`enum` 来创建单例,这是一种推荐的线程安全的实现方式。
`INSTANCE` 枚举常量代表了单例实例。
选择使用哪种方式取决于你的项目需求和框架使用情况。
在使用Spring 框架的情况下,通常推荐使用`@Component` 注解。
如果你不使用Spring,而且只关注单例模式的实现,那么`enum` 实现方式是一种简单且线程安全的选择。
《深度剖析Java ExchangeService单例模式》一、引言在Java开发中,单例模式是一种非常重要的设计模式,它可以保证一个类在运行时只能有一个实例,并提供了全局访问点。
而在Java中,ExchangeService是一个非常常见且重要的类,它用于处理Exchange邮件服务。
本文将深入探讨Java ExchangeService单例模式的实现和应用。
二、ExchangeService简介ExchangeService是Microsoft提供的用于访问和管理Exchange邮件系统的Java API,它提供了丰富的功能和接口,可以方便地与Exchange服务器进行交互,包括发送、接收邮件、管理日历、联系人等。
在实际的应用开发中,我们通常会使用ExchangeService来实现与Exchange服务器的通信。
三、单例模式的意义在使用ExchangeService的过程中,我们常常需要保证整个应用程序中只有一个ExchangeService实例,这就需要用到单例模式。
单例模式的意义在于:1. 节省资源:通过保证只有一个实例存在,避免了多次创建对象造成的资源浪费。
2. 简化访问:在整个应用程序中都可以使用同一个实例,简化了对ExchangeService的访问。
3. 统一管理:方便对单例对象的状态进行管理和控制。
四、ExchangeService的单例实现在Java中,实现单例模式通常可以采用饿汉式、懒汉式等方式。
对于ExchangeService来说,可以采用以下方式实现单例:```javapublic class ExchangeServiceSingleton {private static ExchangeService instance;private ExchangeServiceSingleton() {// 私有化构造方法,避免外部实例化}public static ExchangeService getInstance() {if (instance == null) {// 线程安全的创建实例synchronized (ExchangeServiceSingleton.class) {if (instance == null) {instance = new ExchangeService();// 进行初始化设置}}}return instance;}}```通过上述代码可以看到,通过静态变量和静态方法的结合,可以实现对ExchangeService的单例实例的创建和访问。
java obsclient 单例Java中的obsclient是一个用于访问华为云对象存储服务(Huawei Object Storage Service, 简称OBS)的客户端工具。
在许多开发场景中,我们需要使用OBS进行文件的上传、下载、删除等操作。
为了保证代码的高效性和可复用性,我们可以使用Java的单例模式来实现obsclient的单例。
单例模式是一种常见的设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
在Java中,我们可以使用私有构造函数、静态变量和静态方法来实现单例模式。
我们需要定义一个私有的obsclient实例变量和一个私有的构造函数。
这样可以确保obsclient实例只能在类的内部被创建。
```javapublic class OBSClientSingleton {private static OBSClientSingleton instance;private OBSClient obsClient;private OBSClientSingleton() {obsClient = new OBSClient(); // 创建obsclient实例}public static OBSClientSingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (OBSClientSingleton.class) {if (instance == null) {instance = new OBSClientSingleton();}}}return instance;}public OBSClient getObsClient() {return obsClient;}}```在上述代码中,getInstance()方法使用了双重检查锁定,确保在多线程环境下obsclient实例的唯一性。
通过调用getInstance()方法,我们可以获取obsclient实例。
Java中常用的设计模式介绍与应用场景设计模式是软件开发中常用的一种解决问题的方法论,它提供了一套经过验证的解决方案,可以帮助开发人员更好地组织和管理代码。
在Java开发中,有许多常用的设计模式,每种设计模式都有自己的特点和适用场景。
本文将介绍几种常用的设计模式以及它们的应用场景。
1. 单例模式单例模式是一种创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
在Java中,单例模式可以通过私有化构造方法、提供一个静态方法获取实例来实现。
单例模式适用于需要全局唯一实例的场景,比如数据库连接池、线程池等。
2. 工厂模式工厂模式是一种创建型设计模式,它提供了一个统一的接口来创建对象,而不需要暴露对象的创建逻辑。
在Java中,工厂模式可以通过一个工厂类来创建对象。
工厂模式适用于需要根据不同的条件创建不同类型对象的场景,比如数据库驱动管理器根据不同的数据库类型创建不同的数据库连接对象。
3. 观察者模式观察者模式是一种行为型设计模式,它定义了一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生变化时,它的所有依赖对象都会收到通知并自动更新。
在Java中,观察者模式可以通过使用Java提供的Observer和Observable接口来实现。
观察者模式适用于需要实现对象之间的解耦和事件通知的场景,比如GUI界面中的事件处理。
4. 适配器模式适配器模式是一种结构型设计模式,它将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。
适配器模式可以解决接口不兼容的问题。
在Java中,适配器模式可以通过继承或者组合来实现。
适配器模式适用于需要将一个类的接口转换成另一个类的接口的场景,比如将一个第三方库的接口适配成自己的接口。
5. 策略模式策略模式是一种行为型设计模式,它定义了一系列算法,并将每个算法封装起来,使它们可以互相替换。
在Java中,策略模式可以通过使用接口和多态来实现。
策略模式适用于需要在运行时根据不同的条件选择不同的算法的场景,比如排序算法。
java中的单例模式与doublecheck转⾃:在GoF的23种设计模式中,单例模式是⽐较简单的⼀种。
然⽽,有时候越是简单的东西越容易出现问题。
下⾯就单例设计模式详细的探讨⼀下。
所谓单例模式,简单来说,就是在整个应⽤中保证只有⼀个类的实例存在。
就像是Java Web中的application,也就是提供了⼀个全局变量,⽤处相当⼴泛,⽐如保存全局数据,实现全局性的操作等。
1. 最简单的实现⾸先,能够想到的最简单的实现是,把类的构造函数写成private的,从⽽保证别的类不能实例化此类,然后在类中提供⼀个静态的实例并能够返回给使⽤者。
这样,使⽤者就可以通过这个引⽤使⽤到这个类的实例了。
public class SingletonClass {private static final SingletonClass instance = new SingletonClass();public static SingletonClass getInstance() {return instance;}private SingletonClass() {}}如上例,外部使⽤者如果需要使⽤SingletonClass的实例,只能通过getInstance()⽅法,并且它的构造⽅法是private的,这样就保证了只能有⼀个对象存在。
2. 性能优化——lazy loaded上⾯的代码虽然简单,但是有⼀个问题——⽆论这个类是否被使⽤,都会创建⼀个instance对象。
如果这个创建过程很耗时,⽐如需要连接10000次数据库(夸张了…:-)),并且这个类还并不⼀定会被使⽤,那么这个创建过程就是⽆⽤的。
怎么办呢?为了解决这个问题,我们想到了新的解决⽅案:public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public static SingletonClass getInstance() {if(instance == null) {instance = new SingletonClass();}return instance;}private SingletonClass() {}}代码的变化有两处——⾸先,把instance初始化为null,直到第⼀次使⽤的时候通过判断是否为null来创建对象。
Java中的设计模式及其应用示例设计模式是软件开发中常用的解决问题的方法论,它可以提供一套经过验证的解决方案,帮助开发人员在面对各种情况时更加灵活和高效地进行代码编写。
在Java中,有许多常见的设计模式,本文将介绍一些常用的设计模式,并提供相应的应用示例。
一、单例模式(Singleton Pattern)单例模式是一种保证一个类只会被实例化一次的设计模式。
在Java 中,单例模式通常使用一个私有的构造方法,一个私有的静态变量,以及一个公有的静态方法来实现。
示例代码:```javapublic class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() { }public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}}```二、工厂模式(Factory Pattern)工厂模式是一种创建对象的设计模式,它通过定义一个创建对象的工厂类来封装对象实例化的过程。
在Java中,工厂模式通常使用一个工厂类和一个抽象的产品类来实现。
示例代码:```javapublic abstract class Shape {public abstract void draw();}public class Circle extends Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Circle");}}public class Square extends Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Square");}}public class ShapeFactory {public Shape getShape(String shapeType) {if (shapeType == null) {return null;}if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {return new Circle();} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")) { return new Square();}return null;}}```三、观察者模式(Observer Pattern)观察者模式是一种对象间一对多的依赖关系,当一个对象状态发生改变时,它的所有依赖对象都会收到通知并自动更新。
单例模式-静态内部类实现及原理剖析 以我的经验为例(如有不对欢迎指正),在⽣产过程中,经常会遇到下⾯两种情况: 1.封装的某个类不包含具有具体业务含义的类成员变量,是对业务动作的封装,如MVC中的各层(HTTPRequest对象以Threadlocal⽅式传递进来的)。
2.某个类具有全局意义,⼀旦实例化为对象则对象可被全局使⽤。
如某个类封装了全球的地理位置信息及获取某位置信息的⽅法(不考虑地球爆炸,板块移动),信息不会变动且可被全局使⽤。
3.许多时候整个系统只需要拥有⼀个的全局对象,这样有利于我们协调系统整体的⾏为。
如⽤来封装全局配置信息的类。
上述三种情况下如果每次使⽤都创建⼀个新的对象,且使⽤频率较⾼或类对象体积较⼤时,对象频繁的创建和GC会造成极⼤的资源浪费,同时不利于对系统整体⾏为的协调。
此时便需要考虑使⽤单例模式来达到对象复⽤的⽬的。
在看单例模式的实现前我们先来看⼀下使⽤单例模式需要注意的四⼤原则: 1.构造私有。
(阻⽌类被通过常规⽅法实例化) 2.以静态⽅法或者枚举返回实例。
(保证实例的唯⼀性) 3.确保实例只有⼀个,尤其是多线程环境。
(确保在创建实例时的线程安全) 4.确保反序列化时不会重新构建对象。
(在有序列化反序列化的场景下防⽌单例被莫名破坏,造成未考虑到的后果) ⽬前单例模式的实现⽅式有很多种,我们仅讨论接受度最为⼴泛的DCL⽅式与静态内部类⽅式(本篇讨论静态内部类⽅式)。
静态内部类⽅式 要理解静态内部类⽅式,⾸先要理解类加载机制。
虚拟机把Class⽂件加载到内存,然后进⾏校验,解析和初始化,最终形成java类型,这就是虚拟机的类加载机制。
加载,验证,准备,解析、初始化这5个阶段的顺序是确定的,类的加载过程,必须按照这种顺序开始。
这些阶段通常是相互交叉和混合进⾏的。
解析阶段在某些情况下,可以在初始化阶段之后再开始---为了⽀持java语⾔的运⾏时绑定(动态绑定,多态的原理)。
深入Java单例模式2009-09-20 10:57:12标签:Java原创作品,允许转载,转载时请务必以超链接形式标明文章原始出处、作者信息和本声明。
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/448512/203501在GoF的23种设计模式中,单例模式是比较简单的一种。
然而,有时候越是简单的东西越容易出现问题。
下面就单例设计模式详细的探讨一下。
所谓单例模式,简单来说,就是在整个应用中保证只有一个类的实例存在。
就像是Java Web 中的application,也就是提供了一个全局变量,用处相当广泛,比如保存全局数据,实现全局性的操作等。
1. 最简单的实现首先,能够想到的最简单的实现是,把类的构造函数写成private的,从而保证别的类不能实例化此类,然后在类中提供一个静态的实例并能够返回给使用者。
这样,使用者就可以通过这个引用使用到这个类的实例了。
public class SingletonClass {private static final SingletonClass instance = new SingletonClass();public static SingletonClass getInstance() {return instance;}private SingletonClass() {}}如上例,外部使用者如果需要使用SingletonClass的实例,只能通过getInstance()方法,并且它的构造方法是private的,这样就保证了只能有一个对象存在。
2. 性能优化——lazy loaded上面的代码虽然简单,但是有一个问题——无论这个类是否被使用,都会创建一个instance 对象。
如果这个创建过程很耗时,比如需要连接10000次数据库(夸张了…:-)),并且这个类还并不一定会被使用,那么这个创建过程就是无用的。
怎么办呢?为了解决这个问题,我们想到了新的解决方案:public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public static SingletonClass getInstance() {if(instance == null) {instance = new SingletonClass();}return instance;}private SingletonClass() {}}代码的变化有两处——首先,把instance初始化为null,直到第一次使用的时候通过判断是否为null来创建对象。
因为创建过程不在声明处,所以那个final的修饰必须去掉。
我们来想象一下这个过程。
要使用SingletonClass,调用getInstance()方法。
第一次的时候发现instance是null,然后就新建一个对象,返回出去;第二次再使用的时候,因为这个instance 是static的,所以已经不是null了,因此不会再创建对象,直接将其返回。
这个过程就成为lazy loaded,也就是迟加载——直到使用的时候才进行加载。
3. 同步上面的代码很清楚,也很简单。
然而就像那句名言:“80%的错误都是由20%代码优化引起的”。
单线程下,这段代码没有什么问题,可是如果是多线程,麻烦就来了。
我们来分析一下:线程A希望使用SingletonClass,调用getInstance()方法。
因为是第一次调用,A就发现instance 是null的,于是它开始创建实例,就在这个时候,CPU发生时间片切换,线程B开始执行,它要使用SingletonClass,调用getInstance()方法,同样检测到instance是null——注意,这是在A检测完之后切换的,也就是说A并没有来得及创建对象——因此B开始创建。
B创建完成后,切换到A继续执行,因为它已经检测完了,所以A不会再检测一遍,它会直接创建对象。
这样,线程A和B各自拥有一个SingletonClass的对象——单例失败!解决的方法也很简单,那就是加锁:public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public synchronized static SingletonClass getInstance() {if(instance == null) {instance = new SingletonClass();}return instance;}private SingletonClass() {}}是要getInstance()加上同步锁,一个线程必须等待另外一个线程创建完成后才能使用这个方法,这就保证了单例的唯一性。
4. 又是性能上面的代码又是很清楚很简单的,然而,简单的东西往往不够理想。
这段代码毫无疑问存在性能的问题——synchronized修饰的同步块可是要比一般的代码段慢上几倍的!如果存在很多次getInstance()的调用,那性能问题就不得不考虑了!让我们来分析一下,究竟是整个方法都必须加锁,还是仅仅其中某一句加锁就足够了?我们为什么要加锁呢?分析一下出现lazy loaded的那种情形的原因。
原因就是检测null的操作和创建对象的操作分离了。
如果这两个操作能够原子地进行,那么单例就已经保证了。
于是,我们开始修改代码:public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public static SingletonClass getInstance() {synchronized(SingletonClass.class) {if(instance == null) {instance = new SingletonClass();}}return instance;}private SingletonClass() {}}首先去掉getInstance()的同步操作,然后把同步锁加载if语句上。
但是这样的修改起不到任何作用:因为每次调用getInstance()的时候必然要同步,性能问题还是存在。
如果……如果我们事先判断一下是不是为null再去同步呢?public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public static SingletonClass getInstance() {if(instance == null) {synchronized(SingletonClass.class) {if(instance == null) {instance = new SingletonClass();}}}return instance;}private SingletonClass() {}}还有问题吗?首先判断instance是不是为null,如果为null,加锁初始化;如果不为null,直接返回instance。
这就是double-checked locking设计实现单例模式。
到此为止,一切都很完美。
我们用一种很聪明的方式实现了单例模式。
5. 从源头检查下面我们开始说编译原理。
所谓编译,就是把源代码“翻译”成目标代码——大多数是指机器代码——的过程。
针对Java,它的目标代码不是本地机器代码,而是虚拟机代码。
编译原理里面有一个很重要的内容是编译器优化。
所谓编译器优化是指,在不改变原来语义的情况下,通过调整语句顺序,来让程序运行的更快。
这个过程成为reorder。
要知道,JVM只是一个标准,并不是实现。
JVM中并没有规定有关编译器优化的内容,也就是说,JVM实现可以自由的进行编译器优化。
下面来想一下,创建一个变量需要哪些步骤呢?一个是申请一块内存,调用构造方法进行初始化操作,另一个是分配一个指针指向这块内存。
这两个操作谁在前谁在后呢?JVM规范并没有规定。
那么就存在这么一种情况,JVM是先开辟出一块内存,然后把指针指向这块内存,最后调用构造方法进行初始化。
下面我们来考虑这么一种情况:线程A开始创建SingletonClass的实例,此时线程B调用了getInstance()方法,首先判断instance是否为null。
按照我们上面所说的内存模型,A已经把instance指向了那块内存,只是还没有调用构造方法,因此B检测到instance不为null,于是直接把instance返回了——问题出现了,尽管instance不为null,但它并没有构造完成,就像一套房子已经给了你钥匙,但你并不能住进去,因为里面还没有收拾。
此时,如果B 在A将instance构造完成之前就是用了这个实例,程序就会出现错误了!于是,我们想到了下面的代码:public class SingletonClass {private static SingletonClass instance = null;public static SingletonClass getInstance() {if(instance == null) {SingletonClass sc;synchronized(SingletonClass.class) {sc = instance;if(sc == null) {synchronized(SingletonClass.class) {if(sc == null) {sc = new SingletonClass();}}instance = sc;}}}return instance;}private SingletonClass() {}}我们在第一个同步块里面创建一个临时变量,然后使用这个临时变量进行对象的创建,并且在最后把instance指针临时变量的内存空间。
写出这种代码基于以下思想,即synchronized 会起到一个代码屏蔽的作用,同步块里面的代码和外部的代码没有联系。
因此,在外部的同步块里面对临时变量sc进行操作并不影响instance,所以外部类在instance=sc;之前检测instance的时候,结果instance依然是null。
不过,这种想法完全是错误的!同步块的释放保证在此之前——也就是同步块里面——的操作必须完成,但是并不保证同步块之后的操作不能因编译器优化而调换到同步块结束之前进行。
因此,编译器完全可以把instance=sc;这句移到内部同步块里面执行。
这样,程序又是错误的了!6. 解决方案说了这么多,难道单例没有办法在Java中实现吗?其实不然!在JDK 5之后,Java使用了新的内存模型。