Java 开发 设计模式 ----创建型模式【单例模式,工厂模式,建造者模式,原型模式】

1、单例模式(Singleton

基本概念:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

懒汉式

public class Singleton {  
    /* 持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为null,目的是实现延迟加载 */  
    private static Singleton instance = null;  
  
    /* 私有构造方法,防止被实例化 */  
    private Singleton() {}  
  
    /* 1:懒汉式,静态工程方法,创建实例 */  
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
}  

输出:Singleton.getInstance().method();

优点:延迟加载(需要的时候才去加载),适合单线程操作
缺点: 线程不安全,在多线程中很容易出现不同步的情况,如在数据库对象进行的频繁读写操作时。

双重线程检查模式

public class SingletonInner {  
    private static volatile SingletonInner sInst = null;  // <<< 这里添加了 volatile  
  
    /** 
     * 私有的构造函数 
     */  
    private SingletonInner() {}  
  
    public static SingletonInner getInstance() {  
        SingletonInner inst = sInst;  // <<< 在这里创建临时变量
        if (inst == null) {
            synchronized (SingletonInner.class) {
                inst = sInst;
                if (inst == null) {
                    inst = new SingletonInner();
                    sInst = inst;
                }
            }
        }
        return inst;  // <<< 注意这里返回的是临时变量
    }
  
    protected void method() {  
        System.out.println("SingletonInner");  
    }  
}  

优点:延迟加载,线程安全
缺点: 写法复杂,不简洁

内部类的实现

public class SingletonInner {  
    /** 
     * 内部类实现单例模式 
     * 延迟加载,减少内存开销   
     */  
    private static class SingletonHolder {  
        private static SingletonInner instance = new SingletonInner();  
    }  
  
    /** 
     * 私有的构造函数 
     */  
    private SingletonInner() {}  
  
    public static SingletonInner getInstance() {  
        return SingletonHolder.instance;  
    }  
  
    protected void method() {  
        System.out.println("SingletonInner");  
    }  
}  

2、工厂方法模式(Factory Method)

  • 简单工厂模式Simple Factory:不利于产生系列产品;
  • 工厂方法模式Factory Method:又称为多形性工厂;
  • 抽象工厂模式Abstract Factory:又称为工具箱,产生产品族,但不利于产生新的产品;

    这个看起来分类好点

     https://blog.csdn.net/fcvtb/article/details/85222439

3、建造模式 (Builder)

基本概念:是一种对象构建的设计模式,它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。

Builder模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们。用户不知道内部的具体构建细节。Builder模式是非常类似抽象工厂模式,细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到。

Builder模å¼

  • Builder:为创建一个Product对象的各个部件指定抽象接口。

  • ConcreteBuilder:实现Builder的接口以构造和装配该产品的各个部件,定义并明确它所创建的表示,提供一个检索产品的接口

  • Director:构造一个使用Builder接口的对象。

  • Product:表示被构造的复杂对象。ConcreateBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

为何使用

是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦。注意:是解耦过程和部件。
因为一个复杂的对象,不但有很多大量组成部分,如汽车,有很多部件:车轮、方向盘、发动机,还有各种小零件等等,部件很多,但远不止这些,如何将这些部件装配成一辆汽车,这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术),Builder模式就是为了将部件和组装过程分开。

如何使用

首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的,Builder模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来,分别用Builder类和Director类来表示。

首先,需要一个接口,它定义如何创建复杂对象的各个部件:

public interface Builder {

   //创建部件A  比如创建汽车车轮
    void buildPartA();

   //创建部件B 比如创建汽车方向盘
    void buildPartB();

   //创建部件C 比如创建汽车发动机
    void buildPartC();

   //返回最后组装成品结果 (返回最后装配好的汽车)
   //成品的组装过程不在这里进行,而是转移到下面的Director类中进行.
   //从而实现了解耦过程和部件
    Product getResult();
}

用Director构建最后的复杂对象,而在上面Builder接口中封装的是如何创建一个个部件(复杂对象是由这些部件组成的),也就是说Director的内容是如何将部件最后组装成成品:

public class Director {
    private Builder builder;
    public Director( Builder builder ) {
        this.builder = builder;
   }
   // 将部件partA partB partC最后组成复杂对象
   //这里是将车轮 方向盘和发动机组装成汽车的过程
    public void construct() {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        builder.buildPartC();
    }
}

Builder的具体实现ConcreteBuilder:

  • 通过具体完成接口Builder来构建或装配产品的部件;
  • 定义并明确它所要创建的是什么具体东西;
  • 提供一个可以重新获取产品的接口。
public class ConcreteBuilder implements Builder {
 Part partA, partB, partC;
 public void buildPartA() {
  //这里是具体如何构建
 }
 public void buildPartB() {
  //这里是具体如何构建
 }
 public void buildPartC() {
  //这里是具体如何构建
 }
 public Product getResult() {
  //返回最后组装成品结果
 }
}

复杂对象:产品Product:

public interface Product { }

复杂对象的部件:

public interface Part { }

我们看看如何调用Builder模式:

ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director( builder );
director.construct();
Product product = builder.getResult();

Builder模式的应用

在Java实际使用中,我们经常用到"池"(Pool)的概念,当资源提供者无法提供足够的资源,并且这些资源需要被很多用户反复共享时,就需要使用池。"池"实际是一段内存,当池中有一些复杂的资源的"断肢"(比如数据库的连接池,也许有时一个连接会中断),如果循环再利用这些"断肢",将提高内存使用效率,提高池的性能。修改Builder模式中Director类使之能诊断"断肢"断在哪个部件上,再修复这个部件。

4、原型模式(Prototype)

原型模式虽然是创建型的模式,但是与工程模式没有关系,从名字即可看出,该模式的思想就是将一个对象作为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原对象类似的新对象。本小结会通过对象的复制,进行讲解。在Java中,复制对象是通过clone()实现的,先创建一个原型类:

public class Prototype implements Cloneable {  
  
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
        Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
        return proto;  
    }  
}  

很简单,一个原型类,只需要实现Cloneable接口,覆写clone方法,此处clone方法可以改成任意的名称,因为Cloneable接口是个空接口,你可以任意定义实现类的方法名,如cloneA或者cloneB,因为此处的重点是super.clone()这句话,super.clone()调用的是Object的clone()方法,而在Object类中,clone()是native的。了解对象深、浅复制的概念:

  • 浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的。
  • 深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底。
public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
  
    private static final long serialVersionUID = 1L;  
    private String string;  
  
    private SerializableObject obj;  
  
    /* 浅复制 */  
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
        Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
        return proto;  
    }  
  
    /* 深复制 */  
    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
  
        /* 写入当前对象的二进制流 */  
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
        oos.writeObject(this);  
  
        /* 读出二进制流产生的新对象 */  
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
        return ois.readObject();  
    }  
  
    public String getString() {  
        return string;  
    }  
  
    public void setString(String string) {  
        this.string = string;  
    }  
  
    public SerializableObject getObj() {  
        return obj;  
    }  
  
    public void setObj(SerializableObject obj) {  
        this.obj = obj;  
    }  
  
}  
  
class SerializableObject implements Serializable {  
    private static final long serialVersionUID = 1L;  
}  

转载 

黑马程序员___java开发中的23种设计模式

https://www.cnblogs.com/miaozy/p/3685955.html

【Java基础】浅谈常见设计模式

https://www.cnblogs.com/cr330326/p/5627658.html

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