java架构师 设计模式之单例模式的5种创建方式_可变类生成单例 java-程序员宅基地

技术标签: java架构  

1、设计模式

1.1 设计模式分类

创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、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。

1.2 设计模式的六大原则

(1)开闭原则(Open Close Principle)

         开闭原则就是说对扩展开放,对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候,不能去修改原有的代码,实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是:为了使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,我们需要使用接口和抽象类,后面的具体设计中我们会提到这点。

(2)里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)

        里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

(3)依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

        这个是开闭原则的基础,具体内容:真对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。

(4)接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

        这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思,从这儿我们看出,其实设计模式就是一个软件的设计思想,从大型软件架构出发,为了升级和维护方便。所以上文中多次出现:降低依赖,降低耦合。

(5)迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle)

        一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

(6)合成复用原则(Composite Reuse Principle)

        原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

2、单例模式

         保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点

2.1 应用场景

        (1)Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式(这个很熟悉吧),想想看,是不是呢,你能打开两个windows task manager吗? 不信你自己试试看哦~

        (2)windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。

        (3) 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。

        (4) 应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。

        (5)Web应用的配置对象的读取,一般也应用单例模式,这个是由于配置文件是共享的资源。

        (6)数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池,主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗,这种效率上的损耗还是非常昂贵的,因为何用单例模式来维护,就可以大大降低这种损耗。

        (7)多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

        (8) 操作系统的文件系统,也是大的单例模式实现的具体例子,一个操作系统只能有一个文件系统。

        (9) HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式,所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例。

2.2 单例优缺点

优点:

        (1)在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例

        (2)单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。

        (3)提供了对唯一实例的受控访问。

        (4)由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以 节约系统资源,当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。

        (5)允许可变数目的实例。

        (6)避免对共享资源的多重占用。

缺点:

        (1)不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。

        (2)由于单利模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。

        (3)单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。

        (4)滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。

2.3 单例创建方式

        (1)饿汉:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。

        (2)懒汉: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。

        (3)静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点,真正需要对象的时候才会加载,加载类是线程安全的。

        (4)枚举单例: 使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、调用效率高,枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞, 缺点没有延迟加载。

        (5)双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因,可能会初始化多次,不推荐使用)。

2.4 五种创建方式

(1)饿汉式

//饿汉式
public class SingletonDemo01 {
	// 类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高
	private static SingletonDemo01 singletonDemo01 = new SingletonDemo01();

	private SingletonDemo01() {
		System.out.println("SingletonDemo01初始化");
	}

	public static SingletonDemo01 getInstance() {
		System.out.println("getInstance");
		return singletonDemo01;
	}

	public static void main(String[] args) {
		SingletonDemo01 s1 = SingletonDemo01.getInstance();
		SingletonDemo01 s2 = SingletonDemo01.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}

}

(2)懒汉式

//懒汉式
public class SingletonDemo02 {

	//类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象。
	private static SingletonDemo02 singletonDemo02;

	private SingletonDemo02() {
   
	}

	public synchronized static SingletonDemo02 getInstance() {
		if (singletonDemo02 == null) {
			singletonDemo02 = new SingletonDemo02();
		}
		return singletonDemo02;
	}

	public static void main(String[] args) {
		SingletonDemo02 s1 = SingletonDemo02.getInstance();
		SingletonDemo02 s2 = SingletonDemo02.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}

}

(3)静态内部类

// 静态内部类方式
public class SingletonDemo03 {
	private SingletonDemo03() {
           System.out.println("初始化..");
	}

	public static class SingletonClassInstance {
		private static final SingletonDemo03 singletonDemo03 = new SingletonDemo03();
	}

	// 方法没有同步
	public static SingletonDemo03 getInstance() {
		System.out.println("getInstance");
		return SingletonClassInstance.singletonDemo03;
	}

	public static void main(String[] args) {
		SingletonDemo03 s1 = SingletonDemo03.getInstance();
		SingletonDemo03 s2 = SingletonDemo03.getInstance();
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

优势:兼顾了懒汉模式的内存优化(使用时才初始化)以及饿汉模式的安全性(不会被反射入侵)。

劣势:需要两个类去做到这一点,虽然不会创建静态内部类的对象,但是其 Class 对象还是会被创建,而且是属于永久带的对象。

(4)枚举方式

enum UserEnum {
	HTTP_200(200, "请求成功"),HTTP_500(500,"请求失败");
	private Integer code;
	private String name;

	UserEnum(Integer code, String name) {
		this.code = code;
		this.name = name;
	}

	public Integer getCode() {
		return code;
	}

	public void setCode(Integer code) {
		this.code = code;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

}

public class TestEnum {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(UserEnum.HTTP_500.getCode());
	}

}
/使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞 缺点没有延迟加载
public class User {
	public static User getInstance() {
		return SingletonDemo04.INSTANCE.getInstance();
	}

	private static enum SingletonDemo04 {
		INSTANCE;
		// 枚举元素为单例
		private User user;

		private SingletonDemo04() {
			System.out.println("SingletonDemo04");
			user = new User();
		}

		public User getInstance() {
			return user;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		User u1 = User.getInstance();
		User u2 = User.getInstance();
		System.out.println(u1 == u2);
	}
}

(5)双重检测锁

public class SingletonDemo04 {
	private SingletonDemo04 singletonDemo04;

	private SingletonDemo04() {

	}

	public SingletonDemo04 getInstance() {
		if (singletonDemo04 == null) {
			synchronized (this) {
				if (singletonDemo04 == null) {
					singletonDemo04 = new SingletonDemo04();
				}
			}
		}
		return singletonDemo04;
	}

}

(6)单例防止反射漏洞攻击

在构造函数中,只能允许初始化化一次即可。

private static boolean flag = false;

	private SingletonDemo04() {

		if (flag == false) {
			flag = !flag;
		} else {
			throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");
		}
	}

	public static void main(String[] args) {

	}

2.6 如何选择单例创建方式

        如果不需要延迟加载单例,可以使用枚举或者饿汉式,相对来说枚举性好于饿汉式。

        如果需要延迟加载,可以使用静态内部类或者懒韩式,相对来说静态内部类好于懒韩式。

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/guanmao4322/article/details/103568957

智能推荐

HBase Shell基本操作练习_在hbase中,依次设置表mytable设为无效和有效-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次,点赞4次,收藏25次。1 基本操作备注:写错 HBase Shell 命令时将光标移动到你要删除的字符上,按下‘Backspace’或者‘Delete’删除,一定要注意Hbase Shell里面删除是删除光标后面的字符,跟linux操作完全相反,一定要注意,刚开始会很不习惯1.1 成功启动HBase之后,想要使用HBase Shell ,得输入命令行:hbase shell 并且控制台成功打印以下信息:1.2 ..._在hbase中,依次设置表mytable设为无效和有效

vSphere Web Client使用指南之安装配置_vsphere web client安装-程序员宅基地

文章浏览阅读2w次,点赞3次,收藏8次。vSphere Web Client使用指南之安装配置 vSphere Web Client是为忙碌的管理员提供的一款通用的、基于浏览器的VMware管理工具,能够监控并管理VMware基础设施。在摆脱Windows平台下的vSphere Client之前,需要先在后台安装并配置Web Client组件。 _vsphere web client安装

怎么在postman中动态传参(使用全局变量和脚本)_postman7.36动态传参-程序员宅基地

文章浏览阅读4.6k次,点赞3次,收藏10次。示例:这是一个简单的分页GET请求,需求是每次点击【send】都能使分页值pageindex增加,得到每一页数据。步骤:1)设置全局参数pageindex点击右上角【眼睛图标】然后点击【Edit】然后来到这个弹窗设置全局参数 pageindex 初始值1,设置完成后点击【Save】,最后点击右上角的【x】关闭弹窗。2)将设置的全局参数代入请求参数这时候点击【send】..._postman7.36动态传参

数据库总结-程序员宅基地

文章浏览阅读92次。数据库知识总结SQLOracleSQL ServerMysqlNoSQL键值型 Redis文档型 Mongo搜索引擎 ElasticSearch列式数据库 ClickHouse图形数据库 GraphQL

CRT Library Features_crt的features-程序员宅基地

文章浏览阅读609次。转载自: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/abx4dbyh(v=vs.120).aspxThis topic discusses the various .lib files that comprise the C run-time libraries as well as their associated compiler_crt的features

CSS3实现5个常用的网页动画效果-程序员宅基地

文章浏览阅读7.2k次,点赞12次,收藏79次。点击上方“前端开发博客”,选择“星标”每天前端开发干货第一时间送达!作者:郭锦荣链接:https://www.cnblogs.com/jr1993/p/4743914.html由于最近比..._使用css3的过渡和动画属性可以制作出哪些网页特效

随便推点

LaTex数学公式学习_late 偏导-程序员宅基地

文章浏览阅读291次。使用MathJax渲染LaTex 数学公式,详见[math.stackexchange.com] 行内公式,数学公式为: Γ(n)=(n−1)!∀n∈N\Gamma(n) = (n-1)!\quad\forall n\in\mathbb N 块级公式: x=−b±b2−4ac−−−−−−−√2a x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} https://_late 偏导

CentOS下Git升级_centos git 1.8升级 2.0-程序员宅基地

文章浏览阅读1.4k次。1. 问题描述  centos7系统默认的git安装版本是1.8,但是在项目构建中发现git版本过低,于是用源码编译的方式进行升级.同时该文章也适用于安装新的git,相信大家对git都有一定的了解了,在文章过程中有的步骤也就不细细讲了.操作环境:centos7.0及以上2. 升级安装流程2.1. 第一步卸载原有的gitrpm -e --nodeps git 仅删除该git包# yum remove git 采用yum删除git,同时也将删除其依赖包,例如go,建议不采用该命令2.2. _centos git 1.8升级 2.0

老板与程序员的对话_程序员与领导对话段子-程序员宅基地

文章浏览阅读778次。网上有一个程序员和老板的段子。晚上吃饭的时候,老板接到一个电话,电话是一个骨干程序员打来的,平时有点内向,比较少交际。只听他大吼,老刘。老板淡定的说,冷静点,是不是喝多了,最近压力大,也要照顾好身子啊。。程序员没有想到老板这么关心他,一时语塞。老板继续说,别想太多,下个月项目结束,给你一个星期的假期好好放松。喝多了就好好休息。对方唯唯诺诺,一句谢谢刘总,就挂了。然后老板一个电话打给他们组的项目经..._程序员与领导对话段子

fs模块-删除文件_fs 删除文集爱你-程序员宅基地

文章浏览阅读1.1w次。描述:删除文件操作。path | | 文件路径callback 回调 err 传递一个异常参数err。var fs = require('fs');var filepath = '126.txt';fs.unlink(filepath, function(err){ if(err){ throw err; ..._fs 删除文集爱你

PHP数据库连接池SQL Relay安装使用_php4 sqlrelay-程序员宅基地

文章浏览阅读6.8k次,点赞2次,收藏9次。SQL Relay按照其官网http://sqlrelay.sourceforge.net/index.html上所说是:A powerful database connection management solution.翻译为中文也就是说SQL Relay是一个开源的数据库池连接代理服务器。目前SQL Relay支持的数据库很多:SQL Relay supports Oracle, MySQL_php4 sqlrelay

华为实验记录配置OSPF虚链路_ensp ospf虚链路认证不生效-程序员宅基地

文章浏览阅读1.1k次。搭建实验环境:1)公司网络扩容,新区域与骨干区域无法相连2)通过配置虚链路解决问题实现此案例需要按照如下步骤进行。interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 192.168.14.1 255.255.255.0 interface GigabitEthernet0/0/1 ip address 192.168.12.1 255.255.25..._ensp ospf虚链路认证不生效

推荐文章

热门文章

相关标签