什么是设计模式

设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。

设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

分类

  • 创建型模式：简化创建对象的过程，对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程
  • 结构型模式：在软件上通过重构，抽象使结构变得更有条理，把类或对象结合在一起形成一个更大的结构
  • 行为型模式：在现实中具体的业务场景中对某种行为进行的优化，类和对象如何交互，及划分责任和算法

单例模式

所谓的单例模式，就是类只有（只产生）一个对象，外部要使用该类的对象，通过调用一个类方法实现。
单例模式特点：
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：

  1. 单例类只能有一个实例，说明其只能提供私有的构造方法
  2. 必须自己创建自己的唯一实例，说明含有一个该类的静态私有对象
  3. 如何提供这个实例，就需要提供一个静态的公有的方法来创建、获取静态私有对象

单例模式实现

饿汉式
特点：创建对象实例的时候直接初始化，速度快，占用空间大。-对象已经优先创建好了

  1. //饿汉式：创建对象实例的时候直接初始化 空间换时间
  2. public class SingletonOne {
  3.     //1、创建类中私有构造
  4.     private SingletonOne() {
  6.     }
  8.     //2、创建该类型的私有静态实例，先实例化，这个饿汉式的特点
  9.     private static SingletonOne instance=new SingletonOne();
  11.     //3、创建公有静态方法返回静态实例对象
  12.     public static SingletonOne getInstance() {
  13.         return instance;
  14.     }
  15. }

懒汉式
特点：类内实例对象创建时并不直接初始化，直到第一次调用getInstance()方法时，才完成初始化操作，时间长，空间小-只有在用到的时候才会进行对象创建

  1. public class SingletenTwo {
  2.     //1、创建私有构造方法
  3.     private SingletenTwo(){};
  5.     //2、创建该类型的私有静态实例
  6.     private static SingletonTwo instance=null;
  8.     //3、创建公有静态方法返回静态实例对象
  9.     public static SingletonTwo getInstance(){
  10.         if(instance == null) {
  11.             instance=new SingletonTwo();
  12.         }
  13.         return instance;
  14.     }
  15. }

饿汉式与懒汉式的对比

  1. 饿汉式在类加载时就实例化对象，空间换时间，在第一次使用此实例的时候加载速度快，但长时间不使用该对象则造成内存空间的浪费。懒汉式在第一次真正使用此类实例的时候才实例化，时间换空间，在第一次使用此类实例的时候加载速度慢，但不会造成内存空间的浪费。
  2. 在多线程中，饿汉式线程安全，懒汉式存在线程风险。

单例模式的特点及适用场景

优点：

  1. 在内存中只有一个对象，节省内存空间
  2. 避免频繁的创建销毁对象，提高性能
  3. 避免对共享资源的多重占用

缺点：

  1. 扩展比较困难
  2. 如果实例化的对象长期不使用，系统将默认为垃圾进行回收，造成对象状态丢失

使用场景：

  1. 创建对象时占用资源过多，但同时又需要用到该类对象
  2. 对系统内资源要求统一进行读写，如读写配置信息
  3. 当多个实例对象存在可能引起程序逻辑错误，如号码生成器