【Java】设计模式之单例模式与工厂模式

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前言

国庆节快乐！今天家里的风很凉爽，就好像在为国庆而欢呼！与此同时我决定把Java的设计模式总结一番，为以后能够书写清晰的项目结构打下基础。

1、设计模式概念及分类

简单来说设计模式是被广大程序员们总结并认可的编码套路，其中最常用的莫过于单例模式与工厂模式，而单例模式也有更加细的分类，一起来学习一下这些模式的用法和特点吧。

2、单例模式

• 一个类只能被实例化出来一个对象

2.1、饿汉式

• 无论如何，都会创建出来一个对象
• 思路：****在类中直接实例化一个用来返回的对象，再为外界提供一个获取该对象的方法
• 缺点：有可能造成空间浪费

代码解释：

/**
 * 单例模式-饿汉式
 */publicclassClassA{//唯一的、全局的、私有的、用来返回的对象实例privatestaticClassA ca=newClassA();//方法：用来被外界调用，从而获取该类的唯一实例//static：为了使外界直接通过类名调用该方法publicstaticClassAgetClassA(){return ca;}//私有化构造：避免外界通过构造创建该类的对象privateClassA(){}}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ClassA ca1=ClassA.getClassA();ClassA ca2=ClassA.getClassA();System.out.println(ca1==ca2);//true}}

相当于类加载，

ca1

和

ca2

都是类对象，为同一个对象，要与类的对象有所区分。

2.2、懒汉式

• 思路：只有当需要创建唯一实例时，才会在对应方法中进行实例化- 使用synchronized来同步方法
• 缺点：同步方法效率太慢，线程效率低

代码解释：

/**
 * 单例模式-懒汉式
 */publicclassClassB{//声明用来返回的对象引用privatestaticClassB cb=null;//synchronized:避免线程安全问题publicsynchronizedstaticClassBgetClassB(){if(cb==null){//非空判断，避免重复创建
            cb=newClassB();}return cb;}//私有化构造privateClassB(){}}

这里利用了

synchronized

来防止重复创建实例化对象：如果事先没有创建，那就新创建，不会浪费空间。

2.2.1、懒汉式进阶版

• 思路：在保证线程安全的基础上，最大程度提高线程效率
• 使用synchronized来同步代码块

代码演示：

/**
 * 单例模式-懒汉式进阶版
 */publicclassClassB2{//声明用来返回的对象引用privatestaticClassB2 cb=null;//synchronized:避免线程安全问题publicstaticClassB2getClassB2(){if(cb==null){//非空判断，避免重复创建synchronized(ClassB2.class){if(cb==null){//二次校验，如果出现了线程安全问题，最大程度保证数据安全
                    cb=newClassB2();}}}return cb;}//私有化构造privateClassB2(){}}

同步代码块会使程序运行效率提升，因为此时只需时间片就可以执行此线程。

2.2.2、懒汉式之懒加载

• 思路：在懒汉式的基础上，将获取自己类实例的任务交给静态内部类完成

publicclassClassC{//声明用来返回的对象引用privatestaticClassC cc=null;//静态内部类：获取ClassC的唯一实例privatestaticclassClassC2{//synchronized:避免线程安全问题publicstaticClassCget(){if(cc==null){//非空判断，避免重复创建synchronized(ClassC.class){if(cc==null){//二次校验，如果出现了线程安全问题，最大程度保证数据安全
                        cc=newClassC();}}}return cc;}}publicstaticClassCgetClassC(){returnClassC2.get();}//私有化构造privateClassC(){}}

这种方式效果跟懒汉式的进阶类似，只不过是将加载交给了静态内部类，效率更高。

3、工厂模式

特点：

• 常用于框架
• 自身不再直接创建对象，交给 “工厂” 完成，需要对象时直接调用工厂的指定方法获取

步骤：

1. 书写实体类，用来构建对象
2. 书写.properties配置文件，存放工厂使用反射时需要的类信息
3. 书写工厂类，创建对象
4. 书写测试类

用一个实例演示：

3.1、书写实体类

publicclassStudent{privateString name;privateint age;privatedouble score;//此处省略getter与setter方法publicStudent(){}publicStudent(String name,int age,double score){this.name = name;this.age = age;this.score = score;}@OverridepublicStringtoString(){return"Student{"+"name='"+ name +'\''+", age="+ age +", score="+ score +'}';}}

3.2、新建配置文件.properties

1. 右键项目名创建一个后缀名为.properties的配置文件
2. 文件内容： - 键（自定义）=值（类的全限定名）- 例如：StudentClassName=com.bz.entity.Student
3. 结构特点： 1. 键不可重复2. 等号左右无双引号3. 整条语句不要存在多余空格4. 末尾无分号5. 一行只能有一个键值对

3.3、书写工厂类并创建对象

/**
 * 工厂类
 */publicclassMyFactory{//书写获取Student实例的方法//static：方便直接通过类名调用publicstaticStudentgetStudent(){Student stu=null;try(//创建字节输入流对象FileInputStream fis =newFileInputStream("Factory.properties");//添加缓冲流BufferedInputStream bis =newBufferedInputStream(fis);){//创建用来接收配置文件信息的Properties集合Properties p =newProperties();//通过load方法将配置文件读取值集合中
            p.load(bis);//获取全限定名String str= p.getProperty("StudentClassName");//获取类对象Class c =Class.forName(str);//利用无参构造构建类的对象
            stu=(Student) c.newInstance();}catch(FileNotFoundException e){System.out.println("文件路径不正确");}catch(IOException e){System.out.println("读取失败");}catch(Exception e){System.out.println("未知异常！");
            e.printStackTrace();}return stu;}}

3.4、对工厂类测试

publicclassTestMyFactory{publicstaticvoidmain(String[] args){//利用工厂获取学生对象Student stu =MyFactory.getStudent();
        stu.setName("张三");
        stu.setAge(20);
        stu.setScore(78);System.out.println(stu);}}

到这里有关设计模式单例模式与工厂模式就分享结束了，最后祝大家国庆节high起来，心情愉快！